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2017-10-15 00:19:23
近年來發展很熱的電動車，成本最高的地方就在鋰電池，不過鋰電池造價昂貴加上3-5年就要汰換，因此工研院研發出新的技術，讓鋰電池就像擦了一層保養品，可以延緩老化50%到一倍的時間，進而降低鋰電池成本。而台北科技大學也研發出巨孔隙高分子材料，可以把能量儲存在孔隙當中，必要時釋放出來，就能幫鋰電池增加效能。
鋰電池 應用多元
不管是電動機車或是電動巴士，還有手上拿的智慧型手機用的都是鋰電池。
能量密度高 輕薄短小
隨著電器產品的普及，鋰電池的使用率愈來愈高，鋰電池具有能量密度高，無記憶效應，也就是不需要先把電力放光再充電，但缺點是價格高，加上鋰電池隨著每一次的充電、放電，蓄電力都會慢慢退化，但現在工研院，研究出新的技術可以讓鋰電池壽命再延長。
特殊材料 延緩老化
工程師走進實驗室裡，準備製造電池裡的漿料。
工研院材化所工程師 葉高宏：「將正極材料加入一些安全的添加劑，然後製作成極板，然後做成電池。」
專用護膜 延長壽命
混合著鋰鈷錳的鋰電池漿體完成之後，呈現黑黑的狀態，接下來還要經過極板製程，最後組裝。
記者 呂蓓君：「鋰電池完成之後我們來到實驗室，要利用這台充放電機，以及搭配這個恆溫恆濕的機器，來測試鋰電池的電性表現。」
特殊材料 延緩老化
嚴格測試鋰電池的穩定度，工研院早在2009年研發出高安全性的防爆鋰電池，還將技術再升級，把ChemSEI-Linker加入正極材料，形成一層保護膜延緩老化，簡單來說就是電池專用的保養品，這項研究還入圍2017年全球百大科技研發獎。
工研院化材所長 彭裕民：「我們其實就是發展出一個很獨特的材料，它在電池表面形成一個保護膜，這保護膜理論上就是可以讓鋰電池不會衰減，可以延長電池的壽命從50%到一倍，這個是非常大的一個突破。」
工研院材化所技術長 潘金平：「我們講說要用電，為什麼要用鋰電池？一個很重要的原因，鋰電池它是能量密度可以很高，所以你輕薄短小很適合車輛產業的數位化革命就是電動化。」
鋰電池 產值爆發
受惠電子產品、電動車發展，讓鋰電池需求暴增，根據研究2016年全球鋰電池電芯，產值達到1850億元人民幣 年增率17.8%，預計到2020年，產值將會達到3436億元人民幣，不只用在電動車，台灣發展再生能源鋰電池也能推一把。
能源儲存 首選鋰電池
815全台大跳電，百貨商場或是住家一片漆黑，無疑是重重打了政府能源政策一巴掌，為了達成非核家園目標，政府希望2025年整體能源配比燃氣要從36%提升到50％，再生能源更是要從現行的5%拉到20％，目標一口氣成長4倍，但不管是太陽能 或是風力等電力來源都較不穩定，台灣要發展再生能源就必須先克服新能源本身發電不穩的情況。
工研院材化所長 彭裕民：「太陽發電或風力發電的電存起來，在我們很需要電的時候放出來，這個又讓鋰電池變成一個、新的一個很大的應用趨勢，目前全世界差不多有90%到95%，做這種儲能用的也都是鋰電池。」
工研院材化所技術長 潘金平：「事實上備載容量都是浪費，如果我們有一個很好的儲電，就像水池一樣把水儲起來一樣，電池把它存起來一樣，那你的備載就不需要花那麼多，那你就可以省很多成本。」
巨孔隙材料 增加效能
鋰電池的重要性愈來愈高，像是台北科技大學材料系就研發出巨孔隙高分子材料，可以增加鋰電池的效能。
意外發現 巨孔隙球
穿著實驗衣的張家豪，把高分子材料融入油，接下來再倒進水裡經過乳化，再用離心機分離，就能取得巨孔隙高分子材料的粉末，但一開始並不是這麼順利。
台北科技大學材料所 張家豪：「我一開始在做的時候，它的形狀是沒有這麼漂亮，然後就參考了學長的條件，我再做一些改變，後來就慢慢形狀越來越好。」
鋰電池容量 再提升
經過多次的嘗試才找出最穩定的作法，這項研究獲得光寶創新獎，技術創新組第一名，接下來把分離好的巨孔隙高分子材料用電鍍機，鍍上黃金導電做觀測。
記者 呂蓓君：「我們現在在實驗室裡面，為了確認剛才分離純化過後的巨孔隙高分子材料的成形狀態，要利用後面這一台掃描式電子顯微鏡，放大5千到1萬倍來做觀察。」
台北科技大學材料系教授李嘉甄：「這個技術我們現在可以建立到，從中孔調整到巨孔都可以把它做出來。」
當初會發現這個巨孔隙分高子材料，其實是個意外，沒想到卻成了美麗的錯誤，巨孔隙高分子材料，步驟簡單，縮短製作的時間，透過增加表面積的特性，如同海綿般的結構可以吸附需要的物質，在適當的時機釋放出來。
台北科技大學材料系教授 李嘉甄：「它具有很高的空隙度，我可以把這些燃料分子都吸附，吸收在這裡面，這樣的一個結構特性，可以讓它的這個效果，可能會比傳統的做法的效果來的好。」
不只用在鋰電池，未來生醫部分也能受惠，在巨孔隙高分子材料裡面添加藥物，再加入磁性，就能運用在標靶治療上頭，巨孔隙高分子材料相較於過去繁複的做法也簡化許多。
台北科技大學材料系教授李嘉甄：「(過去)一個是利用模板法，另外一個就是藉由多重乳化法，可是這兩個步驟都非常的複雜，常常做出來是形狀不規則，或者是說形狀上不是這麼的完美。」
鋰電新技術 加速發展
電動車最貴的地方就在電池，成本占整體的30%-50%，未來運用新的技術和科技，在降低鋰電池成本的同時，也增加安全性和效能，更能加快電動車普及的速度。
葉俊宏 呂蓓君 新竹-台北
