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遇见未来/丢掉行动电源… 我的电池会自high
你曾经遇到这样的问题吗:在风景区兴高采烈地拍照或正透过移动电话谈公事,突然电子产品电池没电了,因而平白错过了美丽的风景,甚至丢掉一笔庞大的订单。
为了延长电池寿命,美国史丹佛大学和美国能源部国家加速器实验室(SLAC)的科学家小组,近期已开发出全球第一款能够「自愈」的电池电极,有望大幅增加电池的生命周期、让锂离子电池蓄电量更大。
所谓的自愈电池电极,是透过改善电池聚合物硅电极材料,让锂离子电池可以存储更多的蓄电量,甚至达到自动充电效果。
这项研究有机会让电池不必充电就能一直使用,初期锁定手机等手持式装置应用,并进一步延伸至电动车相关应用。
美国研究人员已开发出具有自愈功能的锂电池原型,下一阶段将朝手机充放电500次、电动车充放电3,000次之后,锂电池容量皆不会下降的目标迈进,逐步迈向商品化。
自愈硅电极 电池免充电
目前两大电池模块厂新普、顺达科都正积极投入研发,但尚未达到量产阶段。先以开发长效型锂电池为主轴,预计2015年达到产品雏形量产目标,并且持续进行工程优化研究,目标完成真正的「自愈电池」开发。
存储力更强 能量密度高
总计划主持人张介威表示,**院掌握独步全球的机能型高分子技术,已获得两项美国专利,开发出有机高分子膜,可应用在锂电池的阳极材料表面成膜,这款具备高还原、高导电特性的膜,让锂电池的阳极寿命大幅延长。
一旦自愈电池商品化,将彻底改变人类的生活,人们不必再为了因为行动装置没电,要在咖啡店里跟陌生人抢插头充电,或是随身携带行动电源因应,若能进一步扩大至家庭应用,未来家家户户透过能自己回复电力的电池,不再受到停电所苦,甚至有机会向插头说「拜拜」。
自愈电池也将改变汽车工业生态,现阶段电动车往往碍于电池续航力不够长,导致市场接受度偏低,民众还是倾向买汽柴油为动力的汽车。
电动车搭载自愈电池之后,电池航力将不再是问题,民众开再远都不必担心没电的问题,将带动「换车潮」,有效降低人类对汽油等传统资源的依赖,降低污染问题。
主要电池技术与应用
铅酸电池
应用:近十年应用在电动自行车上,中国有上千万台。
特色:危险性不高、技术很成熟,从1859年研发至今已经有上百年的历史。
串联电池
应用:可串联高电压模块化电池。
特色:因应大型工具或家电耗电量需求大,透过串联方式可增加电池模块供电量,但无法避免体积与重量变大的问题。
磷酸锂铁电池
应用:电动车对电力供给稳定度、安全性要求极高。
特色:可供电动车使用,但仍须定期充电。
自愈电池电极
应用:仍在研究室阶段,初期将锁定手机等手持式装置应用,并延伸至电动车等领域。
特色:让锂离子电池可以存储更多的蓄电量,透过能够自愈的聚合物,达到自动充电、甚至不必充电的效果。
锂离子电池
应用:手机、笔电。
特色:性能比铅酸、镍氢和镍镉好,且蓄电能量密度高;1991年日商Sony正式推出锂离子二次电池商品。
依隔离层系统的不同,又区分为锂离子电池与锂高分子二次电池,两者均以碳材为负极,配合锂钴、锂锰或锂镍氧化物等正极活性物质。
谢艾莉/经济日报20140716
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