學研新創 - 環境科技與能源應用
鋰電池用膠固態電解質技術
2024-01-03
蔡丁貴副研究員團隊/國家原子能科技研究院

蔡丁貴、薛天翔、劉尚恩、王敏全、葉宥麟、吳柏憲、黎禹辰

鋰電池已大量應用於日常生活提供消費型電子產品、穿戴式產品、電動車以及綠色能源儲能等應用。然而,傳統液態電解質鋰電池技術由於使用有機電解質,正負極間須以隔離膜阻隔,當遭遇電池不當加熱、過度充電、正負極材料接觸的短路等狀況時會因內部反應溫度持續升高使隔離膜融化、碎裂進而引發燒燬或爆炸等意外,導致在應用上出現安全性疑慮。因此,基於安全性及追求高電容量的考量下,膠固態電解質技術將逐步取代現有液態電解質的鋰電池技術。其中,應用膠固態電解質的鋰離子電池除了在安全特性上展現出高度的潛力外,整體成本與現有液態電解質技術相近。而目前膠固態鋰離子電池技術受限於室溫環境下離子電導值偏低(約10-7 S/cm)的瓶頸,為目前應用上急待解決的主要議題。因此,核研所團隊開發膠固態電解質技術以解決目前技術所遇到的困境,提供同時達成高電容量、低成本與高安全性的可行方案。本技術截至112年中已取得鋰電池相關專利4項,與國內廠商進行10件技術服務與2件技術專利移轉,並進一步驗證核研所鋰電池膠固態電解質膜的各項特性與效能,目前鋰電池膠固態電解質已完成公斤級合成、百米成膜測試,並完成3.8 Ah電芯組裝及充放電性能測試,成功驗證膠固態電解質技術之實用性。

評審推薦
1.使用自行開發的膠固態電解質技術應用於鋰電池中,較現有的液態電解質具更高的安全性,且成本相近,有潛力取代液態電解質,具市場潛力。
2.關鍵特色為使膠固態電解質鋰電池具有與液態鋰電池相近的電容量,並達成室溫下具有 10-4 S/cm等級的離子電導特性,性能優良,具有應用前景。
3.已完成公斤級合成、百米成膜測試,並完成3.8 Ah電芯組裝及充放電性能測試,成功驗證膠固態電解質技術之實用性。
4.團隊克服於室溫環境下離子電導值偏低的瓶頸,已取得專利4項,另與國內廠商進行10件技術服務與2件技術專利移轉。
團隊簡介

蔡丁貴

學歷

國立交通大學電信工程碩士

現職

國家原子能科技研究院副研究員兼任物理所副所長

經歷

核能研究所副研究員兼任物理組副組長
國家原子能科技研究院副研究員兼任物理所副所長
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