降低鋰電池起火風險 臺科大教授王復民的研究助力綠能產業發展

臺科大王復民特聘教授(右一)與研究團隊多年來致力於降低鋰電池使用風險、延長電池使用壽命的相關研究。(臺科大提供/林志成臺北傳真)

國立臺灣科技大學應用科技研究所特聘教授王復民致力於電池與有機材料研究長達20年,他透過在鋰電池正極材料中加入新開發的寡聚物添加劑,降低電池起火爆炸的風險,並維持電池性能與壽命,榮獲2024有庠科技發明獎綠色科技類獎項肯定。

爲了在2050年達成淨零碳排的目標,政府針對能源、產業及生活等方面提出相關策略,其中鋰電池在電子產品、車用電池及儲能系統中扮演關鍵角色,然而,鋰電池爆炸起火的災害卻時有所聞。

王復民說明,鋰電池是目前儲存能量最高的電池,若要提升鋰電池安全性、還要能維持性能並不容易,他比喻兩者就像翹翹板,「希望電池安全,那性能就會降低;性能、效率越好或越易使用,使用的風險就會提高」,如何兼顧風險與性能,正是「鋰電池正極材料製備方法」的研究核心。

王復民利用添加劑使電池內的活性物質表面形成鈍性膜結構,防止電池正極中的三價或四價鎳離子還原成二價鎳離子,穩定電池內的化學反應,有效解決鋰電池在高溫高電壓下的安全問題,並在保持性能的同時,延長使用壽命。

王復民強調,這項技術雖然會增加每公斤約3%至5%的原料成本,但安全測試通過率倍增,在成本和安全性之間達到合理的平衡,因此深受業界青睞。

王復民坦言鋰電池沒有100%的安全,現有技術只能將風險儘量降低,或是延長使用者在電池起火或爆炸時的逃跑時間。他提到,理想的狀態是鋰電池在發生故障時不會起火爆炸,而單純只是失去功能,「讓它安靜體面的結束作爲電池的一生。」

「鋰電池正極材料製備方法」已在臺灣、美國和中國取得專利,並應用於多家鋰電池製造商,其中包括韓國三星的多款手機和平板電腦正是使用王復民技術,以提升安全性、壽命及電池性能。

臺科大的研究團隊也持續與至上電子公司合作,在臺科大新竹分部建立試產與驗證實驗室,針對電動車的特殊需求改良鋰電池技術,預計未來將在電動車市場擁有更廣泛的應用。