11月快訊-6:為台灣加油打氣專欄(38)鋰電池短路問題的解決/李家同(作者為本會理事長)

張貼日期：2015/11/27 上午 04:57:11

               所有的電池在電池的外面一定會有一個電阻，電阻的作用其實就是要讓電流通過，但電流又不能太大，因為太大會使得電池過熱而燒掉。圖一就是這樣的一個裝置。這當然是示意圖，真正的電池有的時候非常小，當然也有大的，所要強調的也無非就是電阻一定要存在。我們的電燈泡其實就是一個電阻，當電流流過這個特別電阻的時候，燈泡會發光。

圖一 

    假如我們電池的裝置出了問題，產生電阻消失的現象，比方說，電池的兩極互相碰觸，因為電阻不見了，正極直接連到負極，電流就瞬間大的不得了，這種現象叫做短路。請看圖二。

圖二

短路是絕對要避免的，因為短路了以後，電池往往會燒起來，這就相當危險了，因為我們現在很多裝置裡面都有電池，電池燒起來當然會引起很大的災難，甚至會使人受傷。我們現在有很多的電池是鋰電池，如何使鋰電池在短路以後仍然不燒起來，這是一大學問。我們應該感到高興的是，我們在台灣的工程師已經很成功地發展了一種叫做STOBA(Self Terminated Oligomer with hyper Branched Architecture)的技術，這個技術使得鋰電池在短路以後會立刻失去功能，也就是說它不再是一個電池了。 

請看圖三，鋰電池的正極有許多正極粉末，很多帶電離子就是經由電解液跑到負極去的。如果離子跑不出來，這個就不是電池了。如何做呢? 

圖三 

我們的工程師利用一種叫做STOBA的粒子，STOBA是非常小的粒子，請看圖四。STOBA粒子非常之小，它的直徑是50奈米(1奈米等於十億分之一米)。這些STOBA粒子平時圍繞在正極粉體的四周，但是並不很密，所以像一個網。帶電離子平時仍然可以通過網到負極去。 

圖四 

如果電池發生短路，當時就會有鋰電池溫度上升的現象。一旦溫度上升，STOBA粒子會自動地互相手牽手地連結起來，也就是說，正極粉體外面已經不是一個網，而像是被一層牆壁所包圍，如圖五所示。這麽一來，帶電離子就跑不出來，當然電池就不作用了，但至少不會燒起來。 

圖五 

這種STOBA粒子的尺寸是非常小的，但是工差必須在2奈米之內，所以我們的工程師必須要做非常精密的粒子，而且要使它們能夠依附在正極粉體上，這些都是不容易的事，必須要有相當久的經驗。 

我們國人應該知道，我們國家不應該成天想大量生產，我們國家勞工的工資已經很高了，我們總要希望我們的產品是非常精密的。值得我們高興的是，從STOBA粒子的案例來看，我們工程師的努力是有收穫的。我們應該給他們足夠的鼓勵。

李家同

清華大學、靜宜大學、暨南大學榮譽教授

博幼社會福利基金會董事長

劃撥帳號:22482053

(300)新竹市光復路清華大學資訊工程系

網站http://erdos.csie.ncnu.edu.tw/~rctlee/article/index.htm

Facebookhttps://www.facebook.com/people/%E6%9D%8E%E5%AE%B6%E5%90%8C/100007748738834

助理:林小姐 03-5715131,x35047