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台灣鋰鐵電池 大型儲能系統關鍵要素

2020-11-30 08:06經濟日報 劉靜君
台塑
  • 工研院
  • 投資

工研院材化所輔導 國產電池採圓筒型電芯設計搭磷酸鋰鐵正極材 安全性高

昇陽電池以工研院技術的圓筒型電芯專利設計為基礎,開發出Tabless設計40系列...
昇陽電池以工研院技術的圓筒型電芯專利設計為基礎,開發出Tabless設計40系列磷酸鐵電池,經10年產業驗證已是業界最安全可靠的電芯之一。 昇陽電池/提供

在全球節能減碳的趨勢下,再生能源是不可缺少的重要產業。惟再生能源發電不穩定,嚴重影響供電穩定與產業發展,唯有透過儲能系統,將電力平滑化,並將多餘電能儲存,需要時再穩定輸出,這已被驗證為最有效且具成本效益的解決方案。

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大型儲能系統可選擇的電池系統很多,在考慮安全、高性能、使用期限、成本效益,同時顧及產業自主的因素,台灣應選擇可靠度高且具完整產業鏈的鋰鐵電池為產業發展重點。

先前大型儲能系統的電池芯大量採用鎳鈷鋁錳元素即俗稱三元鋰電,安定性較低,過去引發多起火災意外,韓國的儲能發展,因電池火災事件,進度嚴重受阻。

國產電池業者在工研院材化所輔導下,採用可靠度較高的圓筒型電芯設計,並在基礎材料引進STOBA包覆技術,再加上擁有橄欖石結構的磷酸鋰鐵正極材料,經測試具最佳安全性。

據彭博社預測,到2050年,全球儲能系統投資總金額將超過5,000億美元,其中,超過60%將投資在電網級儲能系統,尤其強調「調頻」運用的大型儲能系統所需的電池性能要求,傳統的低倍率充放電能力的電池已無法勝任。因此,電網級儲能電池應達到以下要求:

1.高倍率充放電能力(2C以上)。

2.長達5,000次的循環壽命。

3.可全自動化生產安全可靠的電池設計。

4.具成本效益。

在台塑集團支持下的國產鋰鐵電池產業,從原料、電芯、電池模組到儲能整體糸統,無論從專利技術、製造設備及產品行銷等,國內供應鏈都有高度生產自主性,不會受國際大廠牽制。以昇陽電池為例,80%生產設備及90%直接材料都來自國內廠商,其中,正極材料、隔離膜、電解液等重要原料來自台塑集團產品。

談產業自主,不能不思考專利問題。工研院材化所等相關單位已超前部署,計劃組織國家級的專利技術支援平台,做為產業發展後盾。計劃中除材化所的基礎材料科學專利與技術,及國內相關廠商的關鍵專利如昇陽電池的智能儲能系統專利(US8489249B2)等,形成包括基礎材料、電芯設計、電池模組設計,乃至於大型儲能系統的專利與技術保護網,協助產業健全發展。

由於鋰電池產業是儲能產業重要的一環,無論先進國家或中國都將其視為重點產業積極扶植,且用在先進的國防及資通訊設備,顯見視同國安問題之一,值得政府重視。

台塑 工研院 投資
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