降低锂电池起火风险 台科大教授王复民的研究助力绿能产业发展
台科大王复民特聘教授(右一)与研究团队多年来致力于降低锂电池使用风险、延长电池使用寿命的相关研究。(台科大提供/林志成台北传真)
国立台湾科技大学应用科技研究所特聘教授王复民致力于电池与有机材料研究长达20年,他透过在锂电池正极材料中加入新开发的寡聚物添加剂,降低电池起火爆炸的风险,并维持电池性能与寿命,荣获2024有庠科技发明奖绿色科技类奖项肯定。
为了在2050年达成净零碳排的目标,政府针对能源、产业及生活等方面提出相关策略,其中锂电池在电子产品、车用电池及储能系统中扮演关键角色,然而,锂电池爆炸起火的灾害却时有所闻。
王复民说明,锂电池是目前储存能量最高的电池,若要提升锂电池安全性、还要能维持性能并不容易,他比喻两者就像翘翘板,「希望电池安全,那性能就会降低;性能、效率越好或越易使用,使用的风险就会提高」,如何兼顾风险与性能,正是「锂电池正极材料制备方法」的研究核心。
王复民利用添加剂使电池内的活性物质表面形成钝性膜结构,防止电池正极中的三价或四价镍离子还原成二价镍离子,稳定电池内的化学反应,有效解决锂电池在高温高电压下的安全问题,并在保持性能的同时,延长使用寿命。
王复民强调,这项技术虽然会增加每公斤约3%至5%的原料成本,但安全测试通过率倍增,在成本和安全性之间达到合理的平衡,因此深受业界青睐。
王复民坦言锂电池没有100%的安全,现有技术只能将风险尽量降低,或是延长使用者在电池起火或爆炸时的逃跑时间。他提到,理想的状态是锂电池在发生故障时不会起火爆炸,而单纯只是失去功能,「让它安静体面的结束作为电池的一生。」
「锂电池正极材料制备方法」已在台湾、美国和中国取得专利,并应用于多家锂电池制造商,其中包括韩国三星的多款手机和平板电脑正是使用王复民技术,以提升安全性、寿命及电池性能。
台科大的研究团队也持续与至上电子公司合作,在台科大新竹分部建立试产与验证实验室,针对电动车的特殊需求改良锂电池技术,预计未来将在电动车市场拥有更广泛的应用。