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「鋁電池」能用逾萬次 離子電解液更安全

記者 華舜嘉 蔣睦宇 / 攝影 王復華 報導
發佈時間:2017/05/30 21:19
最後更新時間:2017/05/30 22:54

台灣的研發實力更上一層樓!工研院花了5年時間研發的鋁電池,不僅材料隨處可得,成本還是一般鋰電池一半,而且能夠快速充放電,單片電池最快30秒就可以充好,甚至一片鋁電池,可以循環使用超過1萬次。最重要的是裏頭採用的是離子電解液,不會有爆炸燃燒疑慮。短中期目標取代汽車電瓶與家電,長期則希望能做儲能系統。


 

世界上第一個用鋁製作的電池,薄薄一片模樣就這麼簡單!內部其實有鋁片以及石墨片,這兩種材料不僅可以任意彎曲,最重要的是環境中隨處可見。

工研院綠能所副組長楊昌中:「(鋁)他在地殼中的蘊藏量超過8%,所以你可以預想到,將來如果全世界大規模使用,我們仍然不用擔心鋁有一天會不夠,整個電池的成本非常低廉,以目前我們現在的估算,他的電池(成本)只是現在鋰電池的一半。」

價格低廉蘊藏量豐富,而且充電速度快,單片電池30秒就可以充好,但也不用擔心快速放電,你也可以選擇慢慢放,而且壽命長像這樣一片鋁電池,可以循環深度使用超過1萬次。
 

研究員:「我們就看到這邊有正負極,正負極這邊就有正電跟負電,正極跟負極我們就這樣夾住。」

能重複使用超過一萬次,這數字可不是隨便算出來的,而是一次一次慢慢測,輸入參數開始運算。

研究員:「我們就會在這邊做檢視,看圖形有沒有正常,這就表示說它5分鐘充飽電。」

數字代表完整充飽時間,如果按照正常速度放電,完整充放一萬次,光是測試壽命多長就得花上近3個月,但要做的測試不只這樣,我們夾上正負極燈泡亮了,代表的就是這鋁電池確實能充電,即便換成手機可以發現,這一片鋁電池幾乎取代行動電源,最快6分鐘就能把1安時電量全部給手機。

那麼如果鋁電池經過穿刺會怎麼樣,我們實際測試,燈泡完全不受影響,刺了一個洞還不夠,我們稍稍挪移鋁電池位置,然後再刺一針,燈泡照樣亮著呢!工研院研發5年的鋁電池,希望未來朝量產前進,因為製造過程跟鋰電池非常像,正極是石磨粉塗布而成的漿料石墨片,負極是鋁片中間隔離層,然後灌入離子電解液。



影片片段:「應用石墨的層疊特性,鋁離子可以在石墨內部,快速嵌入或嵌出,達到快速充放電目的。」
 

工研院綠能所副組長楊昌中:「我們使用的鋁所使用的石墨,這兩個材料都很安全以外,我們特別使用高安全的電解液,它其實是化學上一種鹽類,所以其實蒸氣壓非常低,所以在萬一電池有高溫的內部短路情況下,這個電解液不會產生任何引火燃燒的可能。」

安全是最重要關鍵!不用擔心過去常見的手機充電爆炸問題,工研院的鋁電池研究不僅2015年登上Nature期刊,2016再獲全球百大科技研發獎、2017更獲得「創新界奧斯卡獎」美譽的愛迪生獎,經過堆疊成這樣一個方塊狀,就能用運電動腳踏車上,打開車廂是滿滿的鋁電池,一台來說約莫裝設24顆,目前工研院研發出來的能量密度跟鉛酸電池差不多。

工研院綠能所組長張文昇:「比如說常見的車子裡面,所使用的發動的電瓶所謂的啟動電瓶,還有一些所謂輕型載具,像是所謂的eBike,我們是希望藉由這樣一個初期產品導入,中長期部分我們是希望能夠持續改善這個電池的能量密度組,意思就是說在相同體積或相同重量之下,可以讓這個車子跑更遠更長。」

長期希望能搭配再生能源做成儲能系統,而短中期則可以使用在各式家電或3C上,輕薄短小又能快充,台灣的鋁電池將改變全球73億人口生活習慣!


 
 

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#鋁電池#鋰電池#儲能系統#工研院

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