【研發處技轉中心】研發成果公告：黃炳照老師實驗室11項鋰電池技術(2013.06.20)
黃炳照老師實驗室執行經濟部學界開發產業技術計畫
「提升國內鋰電子電池產業之下世代材料與分析技術」研究成果
「提升國內鋰電子電池產業之下世代材料與分析技術」研究成果
1技術名稱：新型過量鋰系複合式陰離子正極材料合成技術開發
摘要：合成純相的過量鋰系複合式陰離子正極材料合，讓此類材料在工作範圍內有超過一個Li+ 的穩定可逆充放電，並有與同為橄欖石結構的磷酸鋰鐵正極材料相當的工作電位，有潛力可取代的目前商用正極材料。
關鍵字：過量鋰正極材料、複合式陰離子正極材料、空間群結構、循環電容量。
2技術名稱：新型過量鋰系層狀正極材料合成技術開發
摘要：開發出過量鋰層狀材料具有常高電容量( ~ 250 mAhg-1)，使其具有極大之潛力成為下一代鋰離子電池正極材料，然而此材料仍有在長充放電循環後電容量衰退明顯之缺點，因此如何控制生成好的表面被覆層亦成為提升電池電化學表現重要因素之一。本技術主要以金屬氧化物之表面被覆以克服電極材料衰退之問題，其電化學效果於較高充放電速率下有明顯之衰退改善。
關鍵字：過量鋰層狀材料、表面被覆、正極材料、鋰離子電池。
3技術名稱：高熱穩定性新型鋰鹽合成技術
摘要：將陰離子導入benzimidazole，此新型鋰鹽，具有良好的電化學安定性，它的耐氧化安定性達到4.5V vs. Li；並且具有優異的熱安定性，其初始熱裂解溫度超過150°C 以上，這新型鋰鹽將是有潛力應用於車用鋰電池。
關鍵字：鋰鹽、熱安定性、配位鋰離子、導電度
4技術名稱：層狀、三元系及尖晶石陰極材料鑑定技術開發
摘要：分析層狀、三元系及尖晶石已商業化陰極材料以及建立缺陷結構與電化學表現之關聯性，這些鑑定技術將有助於商業化生產上之品質管理。
關鍵字：缺陷結構分析、層狀正極材料、尖晶石正極材料、三元系正極材料
5技術名稱：PC (propylene carbonate )氧化分解於不同添加劑之泛函理論計算報告
摘要：使用密度泛函理論(DFT)進行理論計算的研究、溶劑效應使用Solvation Model with Density (SMD)的方法、反應速常數的計算則使用過渡態理論。可得到不同添加劑對propylene carbonate 在鋰鹽中的還原分解機制之計算結果。
關鍵字：SMD、DFT、Transition State Theory
6技術名稱：臨場紅外光譜用於鋰離子電池之結合檢測技術
摘要：鋰電池的效能與其電極與電解質介面鈍性膜(通稱SEI, solid-electrolyte interface)的性質息息相關，若能了解SEI層化學組成與結構隨著電化學操作條件的變化將可以探討SEI生成的機制，有助於我們了解SEI是如何影響電池的效能。由臨場紅外光譜量測裝置設計製作，並逐步驗證非臨場電極表面光譜分析與電化學操作測試，再整合測試結果持續地改良量測裝置的設計，證實自製臨場DRIFTS量測裝置與分析方法於SEI的適用性。
關鍵字：臨場量測裝置設、DRIFTS、鈍性膜
7技術名稱：新穎石墨烯/矽多層薄膜鋰離子電池陽及材料研發
摘要：本技術採用高安全性之石墨與矽晶片為起始材料，以電子束蒸鍍之技術將石墨烯與矽層積在銅箔上，可開發一連續式具高能量密度之石墨烯/矽複合負極材料生產。
關鍵字：石墨烯、電子束蒸鍍、負極材料
8技術名稱：鋰電池之高電容量碳/矽複合材料表面改質技術
摘要：可了解固態電解質薄膜成長機制及其循環壽命的關係，並以高分子表面包覆進行材料表面改質，提升充放電性能與循環壽命。
關鍵字：固態電解質、高分子表面包覆、不可逆電容量
9技術名稱：一種碳化膜保護矽晶粒技術
摘要：以矽晶粒為負極材料的鋰離子電池，容易在充放電的過程中造成體積膨脹，促使晶粒裂開導致電容量下降。因此在矽晶粒上披覆一層碳膜可有效防止矽晶粒破裂，又能兼顧導電性及離子的穿透性。此保護技術可在氮氣下高溫碳化，其殘碳率(char yield)可達40 % 以上的無定形的碳(disorderd carbon)及晶相的石墨(graphene)。可望在充放電過程中，可有效的避免矽晶粒因體積膨脹的缺點，延長鋰離子電池的效能與壽命。
關鍵字：石墨化、不可逆電容量、殘碳率、矽晶粒。
10技術名稱：鋰矽合金負極材料的多尺度模擬與計算報告
摘要：運用第一原理計算建構合適的液相及固相鋰-矽合金模型，並對其原子層級結構與性質之關聯進行鑑定與分析。在液相合金方面，我們建構與真實系統相近之模型，並分析其內部原子之鍵結型態與動力學行為之相互關連，提供適合的鋰矽合金摻雜元素之選擇。
關鍵字：鋰-矽合金、第一原理計算、分子動態模擬、擴散常數、彈性係數。
11技術名稱：美國專利資料庫鋰離子電池專利分析報告
摘要：專利分析技術具備鑑往知來的的特點，此報告以美國專利資料庫之公告專析為基礎，進行鋰離子關鍵材料之專利資料統計與分析，結合量化與質化研究的特點，將技術發展的重點結合內部研究成果，提供整體研發創新活動以及資源佈局的參考。
關鍵字：專利分析、正極材料、負極材料、電解液材料、功效矩陣分析。
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