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科技專案成果

投入鋰電池關鍵技術 促成綠能時代來臨
發佈日期:2017-03-02
單位:財團法人工業技術研究院、國家中山科學研究院
案例年度:2016
簡介:
在環保意識高漲的年代,電動車、混合動力電動車及再生能源儲電系統是必然趨勢,而這些綠能產品的普及前提是高能量、高功率與高安全性電池的發展。有鑑於此,工研院材化所/中科院飛彈所執行此計畫投入高能量/長壽命正負極材料、電解液、機能性添加劑、隔離膜等關鍵材料的開發,同時發展區域型分散式儲電系統,汰役電池轉用技術,有效降低儲電成本,積極推動國產化大型鋰電池元件與儲電技術的進展。

特色:
獎項:優良計畫獎
計畫名稱:大型鋰電池元件與儲電技術(2/3)

 

在全球主要國家的大力推動下,電動車可望成為未來汽車的主流,然而,若要達成以電動車取代燃油車的目標,最重要的關鍵技術是開發高能量及高安全性動力鋰電池。為此,此計畫以大型動力安全鋰電池為研發目標,除開發獨特創新超分歧材料技術外,並透過多重功能性材料修飾正負極板,成功開發高能量安全電極、耐高壓電解液與高能量高功率動力鋰電池及模組等關鍵元件技術。

 

 

整體而言,臺灣鋰電池產業在3C應用方面,價格成本高且競爭力弱,而在動力應用上則缺乏系統商驗證實績,出海口不明確,因此陷入極大生存瓶頸。因此,工研院材化所的計畫能在短期時間內將研發技術落實於產業界,對產業界來說不啻是極大助力。例如,電池芯技術的研發成果已協助廠商進入中國大陸與國際電動車輛動力鋰電池市場;與亞太三井的合作,則推廣STOBA高安全電池技術至全世界知名大廠,臺灣鋰電池業者得以進入國際電動車供應鏈。

 

 

利用汰役鋰電池 降低儲電成本

 

 

除鋰電池相關技術研發外,中科院於此計畫也利用電動車所汰役下來的鋰電池,透過篩選機制、重組、測試驗證等方法,將其應用於儲能系統,並整合遠端狀態監控,確保安全無慮,同時解決儲電系統的成本過高及車用鋰電池的回收問題。相關技術在現階段已應用於小金門東坑及高雄日光小林村,其中,東坑二期建置100kWh電動車 巴士的集中式汰役電池儲電系統,進行品質可靠度驗證;日光小林村則與裕隆電能合作,有效運用電動車汰役後之電池,裝設於社區型儲電系統藉由兩個場域,實際驗證汰役電池用於再生能源儲電的效益與安全性。

 

 

此計畫也與高雄市政府、金門縣政府、能源屋、中興電工、臺達電、菲凡、冠宇宙等廠商合作,推廣家庭型或社區型儲電系統於偏遠社區應用,克服併網容量20%的上限,並積極佈局於海外市場。

 

 

STOBA 動力鋰電池
圖一 STOBA 動力鋰電池

 


金門東坑社區型能源整合系統
圖二 金門東坑社區型能源整合系統

 

技術移轉 優化臺灣鋰電池品牌形象

 

 

此計畫執行期間已完成17項次技術移轉授權,研發成果收入達新臺幣25,420仟元,並促成22件廠商投資,投資金額達新臺幣14.15億元,績效頗佳,且包括高能量安全電極、耐高壓電解液與高能量高功率動力鋰電池及模組等關鍵元件的開發成果,皆已完成技術專利移轉予國內廠商。

 

 

技術能量朝產業界擴散,可大幅提昇國內鋰電池產業的技術層次,並藉此建立高能量安全性鋰電池品牌的優質臺灣形象,強化臺灣業者在全球市場的競爭優勢並拓展鋰電池銷售的商業規模,進而促成綠能時代的全面到來,為節能減碳盡一份心力。

 

 

小林村家戶型能源整合系統
圖三 小林村家戶型能源整合系統

 

 

金門東坑社區結合汰役電池移動型能源整合系統
圖四 金門東坑社區結合汰役電池移動型能源整合系統

 

 

【專家推薦】

 

 

高能量、高功率與高安全性電池是電動車、再生能源之大型儲電系統等應用普及化的必要條件。本計畫投入開發大型化的低成本、高能量動力鋰電池,以40Ah模組為目標,開發出能量密度160Wh/Kg,壽命>1300次,整體電池均衡散熱,輔以STOBA技術加強安全保護的電池模組。目前已協助有量公司生產之STOBA電池組導入中華EM100電動機車(約10000套),並與日本三井化學子公司亞太三井簽訂STOBA專利專屬授權,推動極板公司成立,預計於3年內在國內成立STOBA材料工廠,可藉由此國際多方合作,帶動臺灣整體材料廠、電芯製造廠等至國際市場供需鏈之中。

 

 

在大型儲能與系統整合技術方面,研製高效率可程控儲電模組,根據「電池健康狀態診斷技術」,將電池分容並重組為儲電模組。已率先將汰役電池應用於東坑社區儲電系統進行測試。105年並與高雄市政府、能源屋、中興電工合作,將小金門東坑社區儲電系統運行經驗應用於日光小林村建置。目前總裝置容量已≧100kWh。

 

 

據此,本計畫執行期間完成17項次技術移轉授權,研發成果收入達新臺幣達25,420仟元,並促成22件廠商投資,投資金額達新臺幣14.15億元,頗具績效。

 


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