| 摘要: | 電動車為本世紀最重要的工業產品之一，而鋰離子二次電池將是電動車能源的首要選擇，就這方面的應用而言，快速充電與安全是首要挑戰和亟需解決的問題。目前的鋰離子電池所採用的正極材料雖以鋰鈷氧系列為市場主流，但是鋰鈷氧系列正極材料，在電池的充放電過程中，其結構會變的不穩定，因此有安全的疑慮，而近來常有筆記型電腦專用的鋰離子電池出現充電過熱、短路、甚至發生爆炸的情形，使得鋰離子電池的安全性受到重視，而磷酸鋰鐵正極材料，正因其擁有橄欖石的結構，在電池充放電的過程中，仍可維持其穩定的結構，而具有極高的安全性，因此被視為下ㄧ代的鋰離子電池的主流，但是磷酸鋰鐵的缺點在於其相當差導電性，而響影其性能，所以必須建立一個特別的導電網絡，以增加其電性表現。在負極材料方面，主要以中間相碳球 (meso-carbon micro beads, MCMB)為主，長期以來使用在商業用途上，因其具有穩定的電容量 (372mAhg-1)及放電特性，惟較缺乏快速充放電的能力，因此也需要找尋新的快速充放電負極材料。本計劃以開發出安全又具有快速充放電的鋰離子二次電池為目標，因而規劃此一循序漸進之兩年專題研究計畫，在第一年時分別進行合成快速充放電的正負極材料，正極材料以安全的磷酸鋰鐵為主，在其外面建立以奈米碳管為主的導電網絡，藉由奈米碳管優異的導電性和物性來改進磷酸鋰鐵快速充放電的特性，形成LiFePO4/CNT 正極材料；負極材料則是以商業用MCMB 為主體進行表面改質，在其表面披覆一層奈米級顆粒的Li4Ti5O12，以增加其快速充放電的特性，形成 MCMB/Li4Ti5O12 的負極材料。在第二年時，結合第一年的研究成果，將其正負極材料整合成可以使用的鋰離子二次電池，並進行各式全電池的驗證，以期在計畫結束之後能夠應用在市場。 |
