凝聚固態電池技術 & 高能量密度鋰金屬電池介面技術—人工保護層ASEI & 新興鈉離子電池驗證平台

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凝聚固態電池技術
■ 產業現況
隨著可攜式電子移動裝置和電動車市場的擴大,鋰電池的需求也在持續增長。鑒於電動車市場的崛起,使得人們對高能量密度、長壽命鋰電池的需求與日俱增,為有效滿足市場對此高效能的需求,逐漸導入難燃固態元素進高能量>300 Wh/kg 鋰電池應用面。
 
■ 技術特色
開發高能量>300 Wh/kg 鋰電池平台,引入凝聚固態阻燃電解質材料( 如樹脂類、醯亞胺等電解質) 或是將其與耐熱無機材料混成搭配,透過電池或是材料間內部聚合,除有效消除多孔正負極材料內傳遞阻抗,並維持正負極間性能匹配,且該電解質具阻燃特性(如通過UL94-HB阻燃測試),使其可兼具高能量、高安全及較長高溫循環特性。
 
■ 成果效益
協助開發於未來將面臨的鋰電池轉型中重要的關鍵技術,現已逐步驗證該電池產品可行性,已有將其拓展動力單元設計乃至模組。
凝聚固態電池技術
 
高能量密度鋰金屬電池介面技術—人工保護層ASEI
■ 產業現況
因應全球電動車市場的崛起,每年所需的鋰電池產能都以17% 的正幅度增長,然而鋰電池的能量密度已逼近理論上限,勢必迎來革命性的動力單元。因此,擁有超高能量的鋰金屬電池等技術便逐漸凸顯其重要性。
 
■ 技術特色
► 此技術以鋰金屬電池為驗證載具,導入鋰金屬負極表面的人工塗層,可一方面保護具有高電化學活性的鋰金屬並適度的降低與電解質反應所帶來的化學阻抗,另一方面更重要的是減緩鋰枝晶所帶來的高危險性與不穩定性等關鍵性問題
► 一般高能量電池設計上必須採用高負重正極面密度 (mAhcm-2),此技術在於克服高面密度所帶來的低壽命限制,主要作用於充電時能均勻化鋰離子流,形成較為理想的鋰沉積,以達到具有高效率的充放電循環壽命
 
■ 成果效益
協助開發於未來將面臨的鋰電池轉型中重要的關鍵技術, 加速鋰金屬電池商業化腳步與產品可行性,並積極配合動力單元設計乃至模組,最後以動力載具作為最終端的效益
高能量密度鋰金屬電池介面技術—人工保護層ASEI
 
新興鈉離子電池驗證平台
■ 產業現況
鋰電池原料成本居高不下,且具備高放熱危險性,因此鈉離子電池相關研究與開發成為熱門議題。
 
■ 技術特色
針對鈉離子電池結構與材料設計提供規格化的組裝流程、電性驗證設備及驗證平台,對材料性質進行系統性驗證並提出改善方案
 
■ 成果效益
► 建立一系統化的鈉離子電池結構與材料設計驗證方法
► 將大量材料驗證所得數據建立數據庫,以對後續新材料之測試數據進行比對,並提出後續改良方案
新興鈉離子電池驗證平台
 
工研院材化所 N600 凝聚態電池研究室
相關文件:2023MCL-N600.pdf

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