工業技術研究院(Industrial Technology Research Institute, ITRI)與國內正極材料業者壹久科技展開技術合作,共同推動中高鎳單晶三元電池材料的商業化進程。雙方串聯正極材料合成、電極製作與電芯測試驗證,目標切入機器人、無人機、電動車及儲能系統等需要高效能能源系統的載具領域。
串聯材料與電芯驗證 加速高階電池商品化
本次合作涵蓋從前端材料開發到後端電芯製作的完整流程。由壹久科技供應高性能單晶三元正極材料,工研院則依據材料特性進行電芯規格設計與電極塗佈,並執行放電倍率測試與長時間循環壽命測試。驗證數據顯示,該單晶材料經多次充放電後仍能保持極佳的容量維持率,循環壽命已接近磷酸鋰鐵(Lithium Iron Phosphate, LFP)電池的表現,並具備優於傳統鎳鈷錳材料的熱安全性。
創新動態結晶製程 簡化生產並提升材料品質
壹久科技在台灣與美國皆設有營運據點,其關鍵核心在於自主研發的動態結晶製程(Dynamic Crystallization Process, DCP)。這項工法省去傳統電池正極材料所需的前驅物(pCAM)加工環節,直接透過溶液狀態生成單晶正極微粒。該工藝不僅大幅降低生產過程中的廢棄物排放與環境負擔,也能精確掌控化學組成的均勻度與結晶狀態,為中高鎳正極材料提供更穩定的品質。
產業意義
對台灣的機器人、自動化設備與無人載具產業而言,動力電池的重量與續航力直接影響現場作業效率。以往高性能三元電池常面臨壽命較短及安全防護門檻高的問題,透過國產單晶正極材料與本土電芯驗證能量的結合,能顯著強化台灣在地電池供應鏈的自主性與安全性。當移動式機器人或無人機擁有更高能量密度且耐用的電池時,可大幅減少回充停機時間,進而擴大工廠自動巡檢、倉儲搬運及野外作業的涵蓋半徑。
技術解析
中高鎳三元電池是指在正極材料中提高鎳(Ni)金屬配比的鋰離子電池(Lithium-ion Battery)。高鎳成分能提供更高的能量密度,使電池在相同體積與重量下儲存更多電量。而「單晶(Single Crystal)」結構是指正極顆粒由單一完整晶體組成,相較於傳統由眾多微小顆粒聚集的「多晶」結構,單晶在多次充放電過程中不易發生顆粒破裂與內部裂痕,可有效防止電解液侵蝕並減緩容量衰退。透過 DCP 技術直接合成單晶顆粒,能精準控制摻雜元素分布,確保電池在高功率放電與高溫環境下仍保持結構穩定。
常見問題
中高鎳三元電池為何適合應用於機器人與無人機?
中高鎳正極材料具備高能量密度的特性,可以在不增加電池重量的前提下提供更多電量,大幅提升移動機器人與無人機的單次續航時間。
單晶三元材料與傳統多晶材料有何差異?
單晶材料結構緊實,在反覆充放電過程中不易產生破裂或微裂痕,因此循環壽命更長,熱穩定性與安全性也優於傳統多晶材料。
動態結晶製程(DCP)對電池製造帶來哪些好處?
DCP 技術可省去傳統的前驅物製作步驟,直接從溶液合成單晶顆粒,簡化生產流程並減少廢棄物,同時能提升材料組成的精準度。
