阳明交大团队开发离子液体电解材质 打造新世代安全锂电池

化石燃料日益枯竭，如何有效利用可再生的洁净能源，成为各国能源发展政策。阳明交通大学材料科学与工程学系张仍奎教授团队，在国科会及台德锂电池国际合作计画的支持下，投入储能材料领域研究逾12年，开发出锂电池用高安全性、难燃、耐高温与高电压的离子液体电解质材料，研究成果落实于多项产学合作中，也正与国内相关厂商共同推动技术的产业应用化。

在各式储能电池中，锂电池拥有高能量密度、高功率密度、低自放电率、高充放电库伦效率等诸多优点，但锂电池容易导致热失控 (thermal runaway)等安全问题，所引起的燃烧、起火，与爆炸威胁，也影响了锂电池的应用性。

为解决这些问题，张仍奎研究团队开发了一系列的离子液体(ionic liquid)电解液，所开发的新式离子液体电解质能有效提高电池高电压下操作的稳定性，并大幅提升锂电池的安全性。

张仍奎研究团队所开发的离子液体电解质技术，具有以下亮点与应用效益： (1) 电解质具有宽广的电化学稳定窗(＞ 5 V)，能提高电池的工作电压；(2) 电解质优异的热分解温度(＞ 400°C)，能提高电池的热稳定性；(3) 电解质对于电极材料与电极基板的腐蚀溶解度低，可提高电池耐用性与可靠度；(4) 使电池在热失控时有较高的放热起始温度与较低的放热量，提升电池安全性；(5) 使电池具有优良的充放电性能与循环充放电寿命。以因应对于高能量密度、高稳定性、长循环寿命，且兼具安全性储能装置越来越高的需求。

张仍奎表示，以上电解质技术除了已陆续与多家公司及研发机构进行产学合作，朝产业化与实际应用化逐步迈进之外，也持续与国际上顶尖的研究团队，包含美国麻省理工学院Prof. Ju Li、德国Helmholtz Institute Ulm Prof. Stefano Passerini，以及日本九州大学Prof. Shigeto Okada实验室合作，希望在将来开发更高性价比的耐高电压高安全性电解质。未来也将持续将研发成果的产业应用化，为国内的能源材料研发以及相关产业继续努力。