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聚合物鋰電池組成材料比熱量測與自放熱反應模式探討

為了解決ec05電池方案的問題，作者黃筱伶 這樣論述：

高效能的可充電式鋰離子電池 (Lithium-ion battery, LIB; 鋰電池) 因擁有高能量密度、循環壽命長且可快速充放電等特性，在現今社會已被廣泛地應用在各類之消費性電子產品上，其更是作為電動車能源供應的主流，也應用於大型電池儲能系統。聚合物鋰離子電池 (Lithium-ion polymer battery, LIPB; 聚合物鋰電池) 其性能如同 LIB，不同的是其更為輕薄且可任意形狀化，而廣泛應用於手機、平板、筆記型電腦等 3C 產品及部分消費性家電用品。鋰電池的應用正快速的發展，數量龐大的電池模組可提供更高的能量，但若其中一顆電池芯出現短路或熱失控等失效狀況，將

可能導致模組發生異常電化學反應而造成自燃風險。面對不穩定的新興電池材料，有必要全面探討鋰電池組成之熱物化特性，其對鋰電池效能評估、品質控制以及安全設計至關重要。 本研究使用鈷酸鋰 (LiCoO₂, LCO) 與鎳鈷錳酸鋰 (LiNiCoMnO₂, NCM) 兩種不同正極材料之市售 603450 聚合物鋰電池作為測試樣品，以微差掃瞄熱卡計 (Differential scanning calorimetry, DSC1) 搭配 ASTM Standards-E1269-11 測定比熱容標準方法量測鋰電池各組成材料之比熱容 (Specific heat capacity, Cp; 比熱)，接

著以改良之緊急排放處理儀 (Vent sizing package, VSP2) 搭配直流電供應系統 (DC power supply) 及 12-channels 溫度紀錄器來分析全電池之比熱，並使用 VSP2 進行鋰電池之熱失控反應，取得其熱失控之熱力學參數，以探討鋰電池組成材料之比熱容、熱焓 (Enthalpy, ΔH)，及熱失控燃爆模式；最後以掃描式電子顯微鏡觀察鋰電池材料於熱失控反應前後之表面特徵。