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打不爆的軍規級鋰鐵啟動電池 《GreenIce》工廠直擊

隨著近年電池技術飛快發展,不同類型的鋰電池也如雨後春筍般的一一出現,其中一種「LFPO氧化鋰鐵磷電池」(以下簡稱LFPO電池)則是由國內廠商握有專利的鋰電池技術。但是LFPO電池和其他類型的鋰電池有何不同?這次筆者特別前往位於台中的長泓能源科技總部,參觀其自有品牌《GreenIce》鋰鐵啟動電池的生產線,並且探究他們的LFPO電池有何獨到之處 原汁原味的內容在這裡 獨門特色 與傳統鉛酸電池相比,鋰電池本身就有著能量密度高的優勢。長泓能源科技出品的LFPO電池擁有147 Ah/kg的能量密度,介於一般磷酸鋰鐵(LiFePO4)電池的100~110 Ah/kg與鋰三元(NCM)電池的160 Ah/kg之間,效能相當優異。不過,無論是鉛酸電池或者是鋰電池,在不當使用下都有著易燃、易爆的特性而潛藏著危險疑慮,尤其是能量密度高的鋰電池,若是在過度充放電或者遭到穿刺破壞的情況下更會有較為劇烈的反應。 ▼GreenIce鋰鐵啟動電池所使用的電池芯 然而,本次參觀的長泓LFPO電池卻喊出了子彈打穿也不爆的口號,究竟其安全性有沒有如此神奇?為了解開我們心中的疑惑,該公司董事長陳明德先生也親自出馬示範單個LFPO電池芯的穿刺測試。這個電池芯的標準電壓為3.3V,在經過機器穿刺之後,電池芯的電壓僅有微幅下降,而刺針抽離以後電壓又緩緩回升。 ▼長泓能源科技董事長陳明德先生親自示範電池穿刺測試 ▼電池芯在完整狀態時的電壓約3.3V ▼在電池芯被刺穿以後,電壓微幅下降至3.2V,但是仍然能夠正常放電 不僅如此,現場還將已經穿刺的電池芯浸入水中,之後取出再穿刺一次;接著再泡入鹽水,取出後再穿刺一次。總共三次的穿刺過程,受測的LFPO電池芯不但沒有起火爆炸、沒有發熱也沒有流出任何化學液體,還能夠持續穩定的放電,電壓也維持在3.2~3.3V之間。現場的工程師表示,他們的電池芯在穿刺以後仍然可以充放電達50次才失效。 ▼受到兩次穿刺的電池芯浸入放了工業鹽的鹽水中 ▼經過兩次穿刺、浸水又浸泡鹽水的電池芯不但沒有爆炸,甚至也沒有發熱 ▼從電池芯背面可以看到完全被刺穿 由於長泓有供應電池給予國防部,因此其電池芯還經過國防部的實彈射擊測試,即使遭到子彈貫穿也仍然能夠持續穩定運作一段時間。因此,稱其LFPO電池為「軍規等級」鋰鐵電池可是一點也不為過。除了極佳的安全性,長泓表示其LFPO電池的最佳工作溫度雖然在45℃上下,但是在-20~+70℃的溫度範圍之內都能夠正常運作,而且因為不易發熱的特性,在正常充放電的情況下,他們的電池芯最高運作溫度僅落在55~60℃之間,因此連模組框架內都不需要特別設計散熱裝置。 ▼長泓LFPO電池的模組框架僅用來固定電池芯以及BMS電池管理系統,無須設計額外的散熱裝置 但是為了探究LFPO電池的安全能耐,筆者詢問了一些極端情況下會對LFPO電池造成何種結果。當強制LFPO電池短路時,電池芯內部會累積熱能並且開始膨脹,最後外包裝破裂,釋出無毒氣體以後電池就會失效,過程不會起火也不會爆炸。另外,在整個電池模組浸泡水中之後,待晾乾即可繼續運作,但是建議拆解檢查,因為雖然電池模組不會因為泡水損壞,但是周邊的BMS管理系統可能會受損。若整個電池模組僅有一個或者部分電池芯遭到穿刺破壞,視電池模組的使用年限以及健康狀況,可以進行維修,而無須整顆換新。其BMS電池管理系統更能夠監測電池狀況,達到穩壓、過度充電保護以及過度放電保護的功效。 是,這並不代表LFPO電池和其他電池相比毫無弱點。長泓能源科技董事長向我們說明,以軟包形式製成的LFPO電池雖然在單個電池芯的體積上有其優點,但是在完整的電池模組之下,LFPO電池的體積大約會比能量密度更高而且採圓筒狀設計的鋰三元電池高出10%左右,重量也會稍重(約10%以內)。即便如此,LFPO電池的安全性以及穩定性仍然有著吸引人的優勢,因此連國內知名賽車手林帛亨也透過長泓能源科技來為旗下部分競賽用電動卡丁車換裝LFPO電池,成功的幫其電動卡丁車減重,而效能也更加穩定。 ▼知名賽車手林帛亨所籌劃的GoPark卡丁樂園有部分競賽用的卡丁車也換裝了長泓能源科技的電池模組 產品規格 在了解長泓LFPO電池的效能與安全性之後,就要來了解他們旗下自有品牌GreenIce的車用LFPO鋰鐵啟動電池產品。GreenIce目前針對歐系車以及日系車各推出了下列規格的啟動電池,讓消費者可以依照對應的電池規格選擇適合自己愛車的鋰鐵電池規格。 12V 34Ah至12V 68Ah的規格建議售價落在13,000至23,000元之間,而GreenIce近期更推出了12V 17Ah的規格,建議售價只需要7,000元。對比目前歐系車常用的AGM鉛酸電池,價位雖然高了一些,但是五年的保固加上較長的使用壽命,長期下來鋰鐵電池的成本將會比鉛酸電池更低。 而除了安全性和壽命長兩項優勢,對比鉛酸電池,LFPO電池還有重量輕、電壓穩定等優勢,對於追求輕量化的性能車或者有改裝電系與音響的車輛也有正面幫助。 生產流程 長泓LFPO電池的極片以專利材料以及獨特的水性製程製作而成,透過將正、負極原料分別混漿之後塗佈於極片上,經過自動化程序裁切並且烘烤成型。長泓的LFPO電池與常見的圓筒狀電池芯不同,採用了方形軟包的設計。 ▼原料以水性製程進行混漿 ▼經過混漿後的原料塗布在極片上,並且透過自動化機器進行裁切、烘烤等步驟 完工的方形極片會堆疊封裝,並且注入電解液,接著充電為電池活化再除氣封邊之後一個完整的電池芯軟包才算大功告成。特別的是,在參觀產線的過程當中,可以發現每一個步驟都在濕度為0度的乾燥室當中執行。長泓能源科技的主管說明,這是為了避免電池芯受潮,以維持所有電池芯電性一致,確保電池模組有著良好的循環壽命。 ▼完成裁切後的極片 ▼完成堆疊封裝後的電池芯還要經過充電活化的程序才算完成 ▼為了確保每個電池芯的品質一致,整個製程當中各個區域都維持0度濕度 不過,最令人好奇的無非是在製程當中究竟有什麼祕密,讓長泓的LFPO電池能夠如此無堅不摧?雖然被列為最高機密的專利,但是長泓董事長仍然向我們透露,這是因為其電池在注入電解液的時候,電池內部採用了一種特殊的聚合物像海綿一樣吸收了電解液,所以在遭到穿刺時電解液不會漏出。更特別的是,這種特殊聚合物還能夠像保護膜一般的封存住遭到穿刺的電池結構,所以即使電池芯被開了一個洞,仍然能夠正常的進行充放電。 在經過了一天的參訪以後,長泓能源科技的LFPO電池確實在我們心中留下了深刻的印象,尤其是打不爆的安全性更是相當讓人佩服的特點。讀者們若是目前使用的鉛酸電池接近使用年限,不妨參考參考這種安全性極高的LFPO鋰鐵啟動電池,讓愛車多一道安全保障。   協力合作: 長泓能源科技GreenIce產品總經銷-加利富國際股份有限公司

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隨著近年電池技術飛快發展,不同類型的鋰電池也如雨後春筍般的一一出現,其中一種「LFPO氧化鋰鐵磷電池」(以下簡稱LFPO電池)則是由國內廠商握有專利的鋰電池技術。但是LFPO電池和其他類型的鋰電池有何不同?這次筆者特別前往位於台中的長泓能源科技總部,參觀其自有品牌《GreenIce》鋰鐵啟動電池的生產線,並且探究他們的LFPO電池有何獨到之處

原汁原味的內容在這裡

獨門特色

與傳統鉛酸電池相比,鋰電池本身就有著能量密度高的優勢。長泓能源科技出品的LFPO電池擁有147 Ah/kg的能量密度,介於一般磷酸鋰鐵(LiFePO4)電池的100~110 Ah/kg與鋰三元(NCM)電池的160 Ah/kg之間,效能相當優異。不過,無論是鉛酸電池或者是鋰電池,在不當使用下都有著易燃、易爆的特性而潛藏著危險疑慮,尤其是能量密度高的鋰電池,若是在過度充放電或者遭到穿刺破壞的情況下更會有較為劇烈的反應。

▼GreenIce鋰鐵啟動電池所使用的電池芯

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然而,本次參觀的長泓LFPO電池卻喊出了子彈打穿也不爆的口號,究竟其安全性有沒有如此神奇?為了解開我們心中的疑惑,該公司董事長陳明德先生也親自出馬示範單個LFPO電池芯的穿刺測試。這個電池芯的標準電壓為3.3V,在經過機器穿刺之後,電池芯的電壓僅有微幅下降,而刺針抽離以後電壓又緩緩回升。

▼長泓能源科技董事長陳明德先生親自示範電池穿刺測試

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▼電池芯在完整狀態時的電壓約3.3V

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▼在電池芯被刺穿以後,電壓微幅下降至3.2V,但是仍然能夠正常放電

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不僅如此,現場還將已經穿刺的電池芯浸入水中,之後取出再穿刺一次;接著再泡入鹽水,取出後再穿刺一次。總共三次的穿刺過程,受測的LFPO電池芯不但沒有起火爆炸、沒有發熱也沒有流出任何化學液體,還能夠持續穩定的放電,電壓也維持在3.2~3.3V之間。現場的工程師表示,他們的電池芯在穿刺以後仍然可以充放電達50次才失效。

▼受到兩次穿刺的電池芯浸入放了工業鹽的鹽水中

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▼經過兩次穿刺、浸水又浸泡鹽水的電池芯不但沒有爆炸,甚至也沒有發熱

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▼從電池芯背面可以看到完全被刺穿

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由於長泓有供應電池給予國防部,因此其電池芯還經過國防部的實彈射擊測試,即使遭到子彈貫穿也仍然能夠持續穩定運作一段時間。因此,稱其LFPO電池為「軍規等級」鋰鐵電池可是一點也不為過。除了極佳的安全性,長泓表示其LFPO電池的最佳工作溫度雖然在45℃上下,但是在-20~+70℃的溫度範圍之內都能夠正常運作,而且因為不易發熱的特性,在正常充放電的情況下,他們的電池芯最高運作溫度僅落在55~60℃之間,因此連模組框架內都不需要特別設計散熱裝置。

▼長泓LFPO電池的模組框架僅用來固定電池芯以及BMS電池管理系統,無須設計額外的散熱裝置

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但是為了探究LFPO電池的安全能耐,筆者詢問了一些極端情況下會對LFPO電池造成何種結果。當強制LFPO電池短路時,電池芯內部會累積熱能並且開始膨脹,最後外包裝破裂,釋出無毒氣體以後電池就會失效,過程不會起火也不會爆炸。另外,在整個電池模組浸泡水中之後,待晾乾即可繼續運作,但是建議拆解檢查,因為雖然電池模組不會因為泡水損壞,但是周邊的BMS管理系統可能會受損。若整個電池模組僅有一個或者部分電池芯遭到穿刺破壞,視電池模組的使用年限以及健康狀況,可以進行維修,而無須整顆換新。其BMS電池管理系統更能夠監測電池狀況,達到穩壓、過度充電保護以及過度放電保護的功效。

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是,這並不代表LFPO電池和其他電池相比毫無弱點。長泓能源科技董事長向我們說明,以軟包形式製成的LFPO電池雖然在單個電池芯的體積上有其優點,但是在完整的電池模組之下,LFPO電池的體積大約會比能量密度更高而且採圓筒狀設計的鋰三元電池高出10%左右,重量也會稍重(約10%以內)。即便如此,LFPO電池的安全性以及穩定性仍然有著吸引人的優勢,因此連國內知名賽車手林帛亨也透過長泓能源科技來為旗下部分競賽用電動卡丁車換裝LFPO電池,成功的幫其電動卡丁車減重,而效能也更加穩定。

▼知名賽車手林帛亨所籌劃的GoPark卡丁樂園有部分競賽用的卡丁車也換裝了長泓能源科技的電池模組

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產品規格

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在了解長泓LFPO電池的效能與安全性之後,就要來了解他們旗下自有品牌GreenIce的車用LFPO鋰鐵啟動電池產品。GreenIce目前針對歐系車以及日系車各推出了下列規格的啟動電池,讓消費者可以依照對應的電池規格選擇適合自己愛車的鋰鐵電池規格。

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12V 34Ah至12V 68Ah的規格建議售價落在13,000至23,000元之間,而GreenIce近期更推出了12V 17Ah的規格,建議售價只需要7,000元。對比目前歐系車常用的AGM鉛酸電池,價位雖然高了一些,但是五年的保固加上較長的使用壽命,長期下來鋰鐵電池的成本將會比鉛酸電池更低。

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而除了安全性和壽命長兩項優勢,對比鉛酸電池,LFPO電池還有重量輕、電壓穩定等優勢,對於追求輕量化的性能車或者有改裝電系與音響的車輛也有正面幫助。

生產流程

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長泓LFPO電池的極片以專利材料以及獨特的水性製程製作而成,透過將正、負極原料分別混漿之後塗佈於極片上,經過自動化程序裁切並且烘烤成型。長泓的LFPO電池與常見的圓筒狀電池芯不同,採用了方形軟包的設計。

▼原料以水性製程進行混漿

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▼經過混漿後的原料塗布在極片上,並且透過自動化機器進行裁切、烘烤等步驟

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完工的方形極片會堆疊封裝,並且注入電解液,接著充電為電池活化再除氣封邊之後一個完整的電池芯軟包才算大功告成。特別的是,在參觀產線的過程當中,可以發現每一個步驟都在濕度為0度的乾燥室當中執行。長泓能源科技的主管說明,這是為了避免電池芯受潮,以維持所有電池芯電性一致,確保電池模組有著良好的循環壽命。

▼完成裁切後的極片

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▼完成堆疊封裝後的電池芯還要經過充電活化的程序才算完成

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▼為了確保每個電池芯的品質一致,整個製程當中各個區域都維持0度濕度

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不過,最令人好奇的無非是在製程當中究竟有什麼祕密,讓長泓的LFPO電池能夠如此無堅不摧?雖然被列為最高機密的專利,但是長泓董事長仍然向我們透露,這是因為其電池在注入電解液的時候,電池內部採用了一種特殊的聚合物像海綿一樣吸收了電解液,所以在遭到穿刺時電解液不會漏出。更特別的是,這種特殊聚合物還能夠像保護膜一般的封存住遭到穿刺的電池結構,所以即使電池芯被開了一個洞,仍然能夠正常的進行充放電。

在經過了一天的參訪以後,長泓能源科技的LFPO電池確實在我們心中留下了深刻的印象,尤其是打不爆的安全性更是相當讓人佩服的特點。讀者們若是目前使用的鉛酸電池接近使用年限,不妨參考參考這種安全性極高的LFPO鋰鐵啟動電池,讓愛車多一道安全保障。

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協力合作:

長泓能源科技
GreenIce產品總經銷-加利富國際股份有限公司

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