高安全性鋰電池產業—台灣的新契機

「能源技術發展的關鍵，在於系統可靠度和系統效率。」系統效率影響續航力，若系統效率不佳，每次充電後無法長時間駕駛，就降低電動車的便利性；而系統可靠度若不穩定，車輛行駛時會隱藏斷電安全隱憂，「車子開到一半突然沒電熄火，這是多麼可怕的事情。」 楊模樺表示，「不管是可靠度或系統效率，電動車商品化的核心問題在於電池組系統設計能否達到車輛系統的需求，包含電池性能必須維持高水準，同時能源管理系統也要維持高效率。」 過去傳統電動車多以鉛酸電池為主，不管是續航力和穩定度上，都無法達到與燃油車相同的水準，這也是電動車無法獲得市場認同的重要因素。「鋰電池具有體積小、重量輕、壽命長的優點，可以解決傳統鉛酸電池的續航力不足問題。」

提供完整的電源模組解決方案

「電動車的電池效能無法達到和燃油車一樣的水準，是電動車商品化最大的致命傷，由於電池材料研發和電動車機電系統設計兩者中間存在溝通缺口，在技術整合困境下，造成研發上的瓶頸。」楊模樺說，「這正是材化所過去十多年來累積的研發經驗和成果，所能夠補足之處。」 在國家能源科技研發發展計畫的支持之下，材化所整合跨機械、電子、資訊、材料與化學等領域人才，組織一個跨領域研發團隊，除了電池監控領域之外，同時更掌握上下游電池特性與車輛應用特性的專業知識。 過去十多年來，這個團隊持續執行多個電動車電池整合計畫，也多次參與業界電池組、混合動力機車等科技專案研發計畫，對於目前國內廠商跨足國際輕型電動車市場，可以快速提供符合實務需求的支援。 「從團隊過去的產品研發經驗來看，台灣廠商要切入國際市場，應該先解決電池供應鏈後端的電源模組開發問題，其中的關鍵技術核心，包含安全性、續航力、電池輕便性和充電維修便利性等問題。」楊模樺說，工研院的研發團隊已經具備相當完善的技術整合能力。 「首先，在材料選擇上，我們可以協助廠商依據產品特性和市場需求，選擇最佳材料。」楊模樺舉例，「其次在安全監控方面，電動車電源系統要維持穩定性，必須擁有完善的供電監控機制，例如殘電量顯示、電池溫度監控等都必須高度準確。如此之外，電動車的電池模組設計也要兼顧保護、防漏電，以及電池輕便性的問題。」

要成為有潛力的電池，首先必須有高能量密度，五點說明：

• 高能量密度：能量密度指的是在一個固定的體積下，可以釋放多少能量，你可以理解成你拿著兩個同樣大小的寶特瓶，一個寶特瓶裝汽水，另一個寶特瓶裝汽油，後者的能量密度自然是高於前者。業界除了體積之外，重量也是另一個衡量的標準
• 壽命長：充放電次數多，電池與車同壽，同時也減少廢棄物
• 充放電速度快：一來透過較快速的放電提供足夠力量推動你的車子；二來急用時能較快速的速度補充電能
• 耐熱耐寒：最好能適應極端氣候，否則在冰天雪地裡電池掛了，車子就不能開了
• 安全性高：通常指的是不容易爆炸，這你可能覺得是天經地義，但要知道安全則代表材料必須穩定，而穩定通常意味著能量密度低，這兩者之間有矛盾，必須取得平衡