綠色奇蹟 稻殼也能變成電池材料

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2009.12.11 秘書室新聞組
 費定國長期致力於鋰電池科技之研發與推廣,他不但是世界上鋰離子電池5V高電壓陰極材料之最先發現者,也是陽極碳材最高電容量之記錄保持者,更是反尖晶石結構電極材料應用於鋰二次電池之最先發現者。目前致力於電動車高動力電池電極材料之量產製程技術研發及應用。

 自民國74年歸國服務以來,費定國成立台灣第一個鋰電池研究實驗室,是國內鋰電池研究的開路先鋒,也是全球少數碩果僅存之鋰二氧化硫二次電池專家。鋰電池成為中大高科技應用特色之一。他研發出不同種類之陰極材料,例如有高電壓型、長循環壽命型、高電容量型、與耐大電流型等,分別可應用於3C與動力產品。

 具體實例可回溯到1993年,費定國首先發現4.8V高電壓釩酸鎳鋰(LiNiVO4)陰極材料,為鋰離子電池5V高電壓陰極材料領域之開創者。此材料雖可大幅度提高能量密度,但高電壓陰極材料屬強氧化劑,目前已知之電解質液無法比配,故循環壽命短,此領域仍屬初期研發階段,有待各界長期努力。

 在陽極材料方面,費定國利用廢棄的稻殼、花生殼、或甘蔗渣等農廢品,經過酸與製孔劑先後處理,於高溫煆燒可得高電容量碳材,作為鋰離子電池之陽極材料,達到所謂「綠色奇蹟」。

 利用稻殼或花生殼所得之碳材,具有高表面積與孔隙度,其初次可逆電容量最高可達1650 mAh/g,遠高於一般用來蓄電的商用石墨理論電容量372 mAh/g,當時世界各國所研發之碳材,其初次循環可逆電容量最高為850mAh/g,此項碳材最高電容量世界記錄,至今仍屹立未變。可惜此高電容量碳材之初次不可逆電容量太大,造成電池設計及電極應用之困難,在技術上應該有解決方法,但非簡易可行。

文/古明芳


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