可撓式鋰電池技術(shù)進(jìn)展邁大步。鋰電池改搭固態(tài)電解質(zhì)，不僅能改善傳統(tǒng)液態(tài)/膠態(tài)電解液容易外溢與高溫易燃的問題，亦可達(dá)成高撓曲度設(shè)計(jì)目標(biāo)，迎合穿戴式電子產(chǎn)品對(duì)薄形、可撓及高安全性的需求，可望開啟新的應(yīng)用商機(jī)。

鋰電池技術(shù)已發(fā)展20多年，但至今仍存在一個(gè)且唯一的問題是：有沒有更好的電池呢？隨著物聯(lián)網(wǎng)、穿戴式電子應(yīng)用市場興起，鋰電池更面臨新的技術(shù)門檻--微小化，此一需求讓“可彎曲”鋰電池繼彎曲螢?zāi)缓蛷澢姘逯?，成為穿戴式或各類軟性電子裝置成功的最后關(guān)鍵拼圖。

與此同時(shí)，由特斯拉（Tesla）帶動(dòng)成長的電動(dòng)車（EV）熱潮，正面對(duì)頻繁的爆炸意外事故，導(dǎo)致鋰電池供應(yīng)商須克服另一個(gè)無法回避的難題：鋰電池安全性。至于已成日常生活必需品的IT產(chǎn)業(yè)智慧型手機(jī)也在功能不斷增加整合下，突顯使用續(xù)航電力不夠、使用不便利的問題，這些新的發(fā)展需求皆刺激鋰電池技術(shù)革新。

滿足安全/可撓式設(shè)計(jì)固態(tài)鋰電池應(yīng)運(yùn)而生

因應(yīng)上述設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，鋰電池廠商已提出固態(tài)鋰電池解決方案，可達(dá)成更輕薄、安全、潛在能量密度更高，且可以彎曲貼附在人體或各種曲面機(jī)構(gòu)的特性，成為IT、穿戴電子制造商和車廠關(guān)注的目標(biāo)。

過針刺 低溫防爆18650 2200mah

符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

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固態(tài)鋰電池是指采用固態(tài)材料制作而成的技術(shù)，與現(xiàn)有技術(shù)最大的差異，在于將液態(tài)/膠態(tài)高分子電解液，改為固態(tài)電解質(zhì)（圖1）。目前市面上眾人皆知的鋰電池，因?yàn)椴捎靡簯B(tài)/膠態(tài)高分子電解液，所以容易燃燒、漏液、高溫時(shí)會(huì)溶解、低溫時(shí)會(huì)鹽攜出，但固態(tài)電解質(zhì)耐高溫、不可燃的特性，使其熱穩(wěn)定性高，不會(huì)有起火、爆炸或過熱等安全性問題，當(dāng)然也沒有漏液的可能性，電池正負(fù)極亦不溶解或鹽攜出，具有極高度的安全性。

新型固態(tài)鋰電池正負(fù)極化學(xué)材料部分，則可與現(xiàn)有鋰電池技術(shù)共用，甚至因?yàn)楦挠霉虘B(tài)電解質(zhì)，而能實(shí)現(xiàn)一般鋰電池所無法使用的材料設(shè)計(jì)，如碳化矽（SiC）薄膜，或鋰金屬（Lithium-Metal）負(fù)極，具有可提升電池性能的優(yōu)勢。更重要的是，由于采用薄膜（ThinFilm）或厚膜（ThickFilm）的關(guān)系，使得固態(tài)鋰電池也具有高度的撓曲能力，可以反覆自由彎曲（圖2、3），成為穿戴式電子成功的最后一哩。

在制程部分，固態(tài)鋰電池亦有別于一般液態(tài)/膠態(tài)鋰電池的卷繞或堆疊制程，可采全平面印刷、涂布、沉積、或半導(dǎo)體濺鍍式生產(chǎn)方式；相較于卷繞制程所需耗費(fèi)的大量人力，固態(tài)鋰電池人力成本相對(duì)低。

契合穿戴裝置/電動(dòng)車固態(tài)鋰電池壯大聲勢

顯而易見，固態(tài)鋰電池“更薄”、“可彎曲”、“更安全”、“使用壽命更長”、“設(shè)計(jì)彈性更大”的諸多優(yōu)勢，在IT及穿戴式電子設(shè)計(jì)上極具價(jià)值。相較于現(xiàn)有鋰電池最低只能做到約2毫米（mm）厚度，固態(tài)鋰電池可發(fā)揮其超薄（<1mm）及可彎曲的優(yōu)勢，使電子裝置厚度薄型化、外觀可撓曲化，設(shè)計(jì)上不再受制于傳統(tǒng)鋰電池機(jī)構(gòu)和厚度的限制，讓設(shè)計(jì)師/工程師設(shè)計(jì)上更彈性、自由。

無人船智能鋰電池

IP67防水，充放電分口 安全可靠

標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測繪、無人設(shè)備

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此外，固態(tài)鋰電池極度安全，不起火不爆炸，安全性大幅超越現(xiàn)有鋰電池技術(shù)，使用者再也不用擔(dān)心身上的電子裝置會(huì)漏出黏液到手上，或口袋里的智慧手機(jī)會(huì)突然自燃。再者，材料作用時(shí)因離子本身不移動(dòng)的關(guān)系，不可逆反應(yīng)大幅減少，電池壽命更具提升的潛力。

在動(dòng)力應(yīng)用價(jià)值上，固態(tài)鋰電池主要貢獻(xiàn)則在于安全性的提升。例如特斯拉2013年發(fā)生的三起火燒車事故，以及比亞迪電動(dòng)計(jì)程車2012年起火事件，最后燒成骨架，同時(shí)釀成三人當(dāng)場死亡的案例，至今仍記憶猶新；為因應(yīng)電動(dòng)車的安全性議題，國際廠商相繼跨越中下游，直接投入上游零組件的固態(tài)電池研發(fā)行列，通用汽車（GM）和豐田（Toyota）等主要的汽車制造商，皆已認(rèn)定固態(tài)鋰電池是未來電動(dòng)車的關(guān)鍵零組件。

固態(tài)鋰電池轉(zhuǎn)向非薄膜材料發(fā)展

固態(tài)鋰電池發(fā)展之初大多為薄膜電池，2010-2011年全球產(chǎn)量約一百五十萬顆電池芯左右，以IPS（InfinitePowerSolutions）這家廠商的市占率最高，約達(dá)到60%以上，標(biāo)準(zhǔn)品單電芯的電容量為0.7-1毫安時(shí)（mAh）。同一時(shí)期，韓系廠商GSNanoTech也積極研發(fā)固態(tài)薄膜電池，并已于2010年導(dǎo)入產(chǎn)能達(dá)70萬顆電池芯的量產(chǎn)線，主要供應(yīng)特種的安全卡片。

矢野經(jīng)濟(jì)研究院推估，2011年間，上述兩間廠商合計(jì)的市占率高達(dá)80%，但2012-2013年薄膜電池市場需求趨緩，GSNanoTech的母公司GSCaltex見收益困難，遂解散GSNanoTech;而IPS也難逃大環(huán)境的改變，于2014年出售公司。至此，固態(tài)薄膜電池逐漸淡出市場，探究衰退原因主要系成本太高、充放電問題，以及電池芯容量太低。

近期崛起的固態(tài)鋰電池制造業(yè)者，大都采用非薄膜材料，并致力于電容量之提升。部分廠商也已成功量產(chǎn)，并導(dǎo)入3C配件、智慧顯示卡（SmartDisplayCard）、或無線射頻辨識(shí)（RFID）的相關(guān)應(yīng)用，前景看好。

各國競逐固態(tài)鋰電池臺(tái)廠技術(shù)研究成果亮眼

固態(tài)電池的超薄、可撓曲、超安全及高度熱穩(wěn)定特性，逐漸在市場上嶄露頭角，并獲得國際大廠的肯定與青睞，朝取代現(xiàn)有鋰電池技術(shù)的方向快速發(fā)展。

不過，由于固態(tài)電池存在著一個(gè)先天上鋰離子導(dǎo)電度較低的障礙，也就是固態(tài)電解質(zhì)不能夠像液體電解液一般那樣快速地傳導(dǎo)鋰離子，內(nèi)阻值較液態(tài)電池高，而導(dǎo)致固態(tài)鋰電池的充放電能力不如液態(tài)電解液的鋰電池。因此，固態(tài)鋰電池接下來發(fā)展的主要任務(wù)，將聚焦幾個(gè)層面，包括降低介面阻抗值，以及因應(yīng)商品化的低成本大量生產(chǎn)技術(shù)。

目前投入固態(tài)鋰電池開發(fā)的國家當(dāng)中，日本具備完整且數(shù)量較多的產(chǎn)學(xué)研開發(fā)體系，韓國有SamsungSDI等大集團(tuán)與大學(xué)院校的參與，美國則較集中于極板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制程方面。至于臺(tái)灣是法人、大學(xué)院校與廠商均有投入，盡管投入的數(shù)量較其他國家少，但研發(fā)成果卻遙遙領(lǐng)先國際，不論是在產(chǎn)品規(guī)格電性上，或是在商業(yè)化程度上，都成為國際眾多競爭對(duì)手和潛在競爭對(duì)手的標(biāo)竿（表1）。

其中，輝能科技已于2014年底成功將其固態(tài)鋰電池產(chǎn)品的介面阻抗降低一半以上，使其充放電能力近乎一般的液態(tài)/膠態(tài)鋰電池，并同步開始著手進(jìn)行全線制程卷對(duì)卷生產(chǎn)的制造技術(shù)，準(zhǔn)備邁向大量商品化，以提高在固態(tài)鋰電池市場的占有率。

在未來策略上，全球固態(tài)鋰電池技術(shù)有機(jī)會(huì)在輕薄化設(shè)計(jì)、大容量與單電芯應(yīng)用、可撓式及超高能量密度電源設(shè)計(jì)等方面大展拳腳，并廣泛應(yīng)用于3C產(chǎn)品、穿戴式電子、軟性電子、物聯(lián)網(wǎng)、電動(dòng)車、工業(yè)應(yīng)用、智慧醫(yī)療、特殊安全性需求等產(chǎn)業(yè)，進(jìn)而取代現(xiàn)有一般鋰電池技術(shù)，成為次世代電池。