1.媒体来源:
钜亨网
2.记者署名:
转载自《工业技术与资讯》月刊第 346 期 2020 年 11 月号
3.完整新闻标题:
高能量及高安全树脂固态电池
4.完整新闻内文:
科技大厂携手国产车厂，进军电动汽车市场的消息震撼科技产业，其秘密武器就是更安全
的固态电池。工研院研发的“高能量及高安全树脂固态电池”，不仅可快速充电又兼具安
全性，亮眼表现一举拿下 2020 年“全球百大科技研发奖”，将成为未来抢攻电动车与储
能系统市场的一大悍将。
你可曾仔细算过，身边有多少必须靠电池提供能量的装置？市面上标榜方便、快充放的电
子产品，里头的电池当真安全可靠吗？“现在锂电池应用广泛，消费者对电池的续航力要
求愈来愈高，同样的体积里塞入更多电极材料，能量密度也撑到极限，”工研院材料与化
工研究所储能材料及技术研究组组长陈金铭说。
高能量密度锂电池透过拉高正负极的电容量，让不具储电功能的材料，如铜铝箔集电材、
隔离膜尽可能轻薄，但这样的电池架构却极不稳定、易生危险。克服高能量锂电池危险性
有许多作法，包含陶瓷隔膜、热阻绝层（HRL）、正负极表面改质、阻燃电解质等，固态
锂电池将易燃电解液用固态电解质取代，可大幅提高闪点温度，电池更不易气胀、漏液，
更为安全。
此外，相较于传统镍镉、镍氢电池约有 1.2 伏特的电压，1 颗锂电池就拥有 3.7 伏特，
镍氢电池要串连 3 颗才够，因此锂电池具有得天独厚的优势，未来固态电池技术逐渐成
熟，甚至可以内部串联达 12V（Bi-polar），在系统应用端将可减少串并联元件成本。
“不久的将来，各式以电驱动的交通工具将会是市场主流，能阻燃、耐高电压、固态电解
质已是锂电池发展趋势，”陈金铭说。工研院自 2016 年开始投入有机及无机复合固态电
解质的研究，尝试开发出可商业化的固态锂电池技术，期望透过创新材料，提高锂电池的
安全性。
意外的发现 成材料突破关键
工研院材化所研究组经理叶定儒表示，一开始团队以开发高离子导电黏着剂为目标，希望
结合陶瓷电解质开发出可挠式固态锂电池，取代目前商用黏着剂（PVDF），后来发现，要
同时达到“高离子导电”及“高黏着力”极为困难，团队试过不同树脂、不同加工条件，
离子导电度可以达 10-3S/cm，但固态电解质膜强度仍太低。后来意外发现，在材料掺混
过程中，剩余有机树脂在摄氏 27 度的室温下静置 4 小时后，竟能自行固化。这个“意
外的惊喜”让团队意识到，这项材料可单独作为固态电解质使用，遂将其独立出来，针对
其固化机制做更深入的研究。
“让材料在室温下固化的关键究竟是什么？”经过 2 周的实验，团队找出当中的关键原
料，再花上整整 2 年，反复验证，确认材料在室温下凝固的原理，并导入锂电池配方优
化。研发团队使用“聚酰胺环氧树脂添加剂”（AEO），作为锂电池电解液的添加剂，只
需添加极少量的 AEO，常温下就可将锂电池的商用电解液固化，同时具备液态高离子的导
电度及固态安全性。至此，使用网状聚酰胺环氧树脂电解质（Networked-Amide Epoxy
Polymer Electrolyte；NAEPE），兼顾高能量及高安全树脂固态电池终于成形。此项技术
在台湾、美国、中国大陆、日本获证专利，有助提升产业在国际上的竞争优势。
“近期有关固态锂电池的研究如雨后春笋，只是目前产学界采用的陶瓷固态电解质界面阻
抗大、加工不易，多用于小型蓝牙穿戴装置；但工研院的 NAEPE 固化时呈现网状结构，
可增加硬件结构强度，当锂电池受冲击时不易损坏，且电解液具有阻燃性，安全性大大提
升。”
高电量又安全 NAEPE 极具竞争力
叶定儒进一步表示，NAEPE 在固化前是液态，在电池生产过程中用传统注液方式即可；在
常温 27 度下就能固化的特性，让电池业者无须改变现有制程，只需微幅调整工序，就能
在既有生产线上应用，大幅提升厂商接受度；固化后闪燃点提高，具有难燃性、高温循环
寿命佳等特点。
性能佳、成本低、易加工的优势，在在凸显出 NAEPE 难能可贵的优势。此外，NAEPE 还
可内部串联，打破锂电池内部单一结构的限制，单颗 NAEPE 就有 12V 的高伏特电压。
研调机构财富商业洞察（Fortune Business Insights）预估，随着新电池材料的持续发
展，推升车用电池市场，至 2027 年市场规模上看 822 亿美元。工研院研究团队期待透
过 NAEPE 的问世，能抢进高度成长的车用电池市场；也期望借由固态电池技术，放大电
池储电能力，提升太阳能、风力发电等再生能源的储电系统，有效调节离尖峰用电需求，
也为台湾正在萌芽的智慧电网领域，贡献一份心力。
5.完整新闻连结 (或短网址):
https://news.cnyes.com/news/id/4544402