锂电池为什么会爆炸?防爆发明在台湾

电动车、手机、机器人、AR眼镜等电子产品,电就像开关,有了电,行动自如,没了电,一切停止。锂电池驱动这些3C 及电动车商品,但锂电池爆炸频传,安全诉求成为消费者采用锂电池第一标准。

 

工研院所长彭裕民指出,锂电池的安全问题主要来自於电池内部温度升高,包括电池不当加热、过度充电、正负极材料接触造成短路,都会造成锂电池内部温度升高。

 

由於锂电池由正极锂合金氧化物、液体有机电解液和负极碳材所组成,当内部温度持续上升且无法控制时,分开正负极的隔离膜就会开始熔化、穿破,造成大量电流短路,使得电池温度瞬间急遽升高,产生热能爆升,随者电压的上升,电池就像充气球一样膨胀,最后爆裂喷出大量气体,引发起锂电池起火燃烧或爆炸等。

 

有没有防爆锂电池?答案有,而且这项发明在台湾。

 

台湾工研院花费10年发明了这项防爆的高安全性锂电池材料STOBA,彭裕民解释这项STOBA技术,当锂电池因过度充电、不当加热等温度异常升高时,将自行形成一道薄膜以阻隔锂离子间流动,使得正负极的隔离膜不致熔化、穿破及温度失控的上升,用此薄膜稳定电池,避免爆炸,提升电池的安全性。

 

这项必要时救命的STOBA薄膜新型电池材料是什么?

 

工研院所长彭裕民表示,一般当锂电池因过度充电、不当加热等异常温度升高,将在160度到180度即会使分开正负极的隔离膜就会开始熔化、穿破,造成正负极材料接触造成短路,但STOBA材料是一耐高温的有机薄膜材料,可耐500度到600度的高温,因此可有效阻隔电池正负极的短路。

 

这项革命性新型电池材料,2009年曾获美国全球百大科技奖 (R&D100Awards)肯定,2014专属授权日本亚太三井化学独家制作及销售专利使用,今年在台湾乔信集团积极开发应用下,更打入日本夏普保全机器人供应链,将高安全电池材料STOBA推广到全球,以STOBA电池为国际安全锂电池标章为台湾发光。

 

可以用在手机锂电池上吗?

 

目前在台湾包括中华汽车的e-moving电动车、E-Bike及智慧型手机等产品已经应用。但目前尚未有厂商用在手机上。

 

技术上可以应用在手机,据悉,目前许多国际手机大厂不断向工研院要求技转、授权与合作这项技术。但碍於目前工研院以辅导台湾厂商为原则,各国际手机大厂不见得能够符合工研院授权条件。

 

事实上,彭裕民表示,这项技术应用在机器人、电动车反而比手机难度高许多。 手机是高能量密度中输出功率最低的,约仅1W( 瓦)),笔电约50W,而机器人则要1000W以上,而电动车更以10千W起跳计算。

 

台湾乔信电子经工研院授权开发组装成电池模组,以高能量、高品质及高安全性能,获日本夏普 (Sharp)保全机器人独家采用,并在今年上周在美国奥兰多ASIS展览中,首次展出,为台湾锂电池产业在国际市场抢攻新商机。

 

乔信翁育芬董事长表示,乔信电子长期与工研院合作,特别重视锂电池组装及电源管理能力提升,此次应用在夏普保全机器人的锂电池及充电器供应就是整合工研院STOBA材料,由关系企业相互合作,包括动能科技、有量科技电池芯及立德电子的充电器完整的电源方案,才能独家取得夏普保全机器人电源供应商。乔信也陆续切入Panasonic等美日等大厂机器人、AR眼镜等独家供应链。

 

翁育芬表示,看好STOBA锂电池安全性,应用企业的产品包括自动仓储、电动车辆、AR眼镜、行动电源锂电池产品都已经采用 。

 

日本市调机构富士经济 (Fuji Keizai)报告指出,预估2018年全球锂离子电池市场规模将增至5850亿台币,较2013年大增31.7%。预估2018年全球充电池市场规模将增至1.98兆台币,较2013年成长20.9%。

 

台湾进入锂电池的市场正是时候,就如日本三井化学公司预估,在2020年时,随著车用市场扩大,锂电池的市场也将倍增,特别是高能源系的正极材料市场扩大,将带动高能量锂电池需求,安全性的要求也随之提升。

 

 

资料来源:天下杂志

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