圖：磷酸鋰鐵電池

本期專題 ERNews專注於台灣鋰鐵電池產業上、下游相關廠商進行參訪。我們前後陸續拜訪了近10家機構，相關的參訪名單與整理報導如下，請直接連結瀏覽。 

• 大同材料吳教授與尚志精密化學~鋰離子二次電池LiFePO4正極材料
• 8038長園~與台塑集團聯手打拼儲能市場
• 立凱電能~鋰鐵電池正級材料生產商
• 1729必翔~鋰鐵電池車
• 8019金山電~鋰(鐵)電池
• 8028昇陽國際~40138鋰鐵電池芯
• 台灣超能源~敗部復活賽
• 創揚~鋰鐵電池組供應商

      每個孩子一台筆記型電腦（One Laptop Per Child，OLPC），是由麻省理工學院多媒體實驗室發起，並組織為一個非營利組織，藉由生產接近100美元的筆記型電腦，給對這項計畫有興趣的開發中國家，由該國政府直接提供給兒童使用，降低知識鴻溝。

縱看鋰鐵電池產業, 我們可以從關鍵的正級材料磷酸鋰鐵粉材生產商為核心, 將產業內的players分成幾個族群.

1.Phostech:擁有正牌的專利免死金牌, 獨家取得了Hydro-Quebec與德州大學的獨家商業授權, 使得不想沾惹專利權戰爭的廠商,都會選擇靠過來, 取得正式商品生產或技術授權, 台灣的工研院也選擇了這條路, 免去一些不必要的糾隔可能. 另外,這一派在台灣最響叮噹的擁護者就是必翔電能(原來太電電能),特別是必翔因為與Phostech合作生產粉體, 因此取得製造、使用及販售磷酸鐵鋰電池在電動機車、電動自行車、醫療用電動輪椅、醫療用電動車等的授權.另外統振、香港金山與有量科技共同投資合組統量電能, 粉體供應商就是Phostech.

在業務與獲利方面, 長園科技 2007年1-6月營收0.25億元,比2006年同期0.14億,增加了1100萬營收.

               93年度     94年度   95年度
營業收入   221,621    47,175    31,993
本期淨利   3,678    -56,525    -33,489

在專利保護方面, 長園擁有生產製程方面的專利,未來或有機會可以打勝德州大學與Phostech的專利侵權訴訟,或免於權利金追討.

鋰離子電池，又稱鋰離子二次電池，指以含鋰化合物(通常為鋰鈷、鋰錳、鋰鎳、鋰鐵)作為電池正極活性材料，以碳質材料為主要電池負極活性材料的一類電池。

1947 年法國工程師Hajek提出鋰電池（Lithium battery）構想，其電池結構首先利用應用金屬鋰或鋰合金為負極，並使LiCoO2 作為正極材料，在充放電過程中易產生樹枝狀結晶物，當枝晶累積一定程度後，有時會刺穿隔離膜，而使得其與正極相接觸，進而造成電池內部短路，而短路造成大量反應熱，這些往往會使電池的溫度高於鋰金屬的熔點（108 ℃），而產生劇烈反應，導致電池失效，甚至引起爆炸。

在1980 年，Armand提出“搖椅式電池”的概念，採用嵌入式非金屬化合物負極材料（如石墨類材料）來取代鋰金屬，可以極大提高電池的安全性能，而電池的工作電壓只是稍有下降。由於只靠著鋰離子反覆的來回嵌入於正負極之間，為了與初期採用鋰金屬的「鋰電池」做出區別，因此特別取名為「鋰離子電池」（Lithium ion battery）。1990年，日本Sony Energytech Inc推出了以碳材為負極、LiCoO2為正極的「鋰離子二次電池」。

要了解全球鋰鐵電池產業的價值煉, 首先必須了解國際鋰鐵電池產業背後複雜的專利權關係網,透過追蹤了解分析的鋰鐵電池專利佈局,可以理出個別公司的競爭力與投資價值.

全球磷酸鋰鐵 LiFePO4 的正級材料專利,是由美國德州大學Goodenough團隊在1996年發現取得!加拿大國家公共事業魁北克水力公司(Hydro-Quebec)則取得德州大學獨家授權.而Phostech Lithium inc.(加)(大股東是德國化學磷肥大廠南方化學(SUD-CHEMIE))則獨家取得了Hydro-Quebec與德州大學的獨家商業授權.

因此, 全球任何公司想生產鋰鐵電池, 如果沒有取得Phostech的生產授權, 都有可能面臨被告的命運! 但是, 卻不一定會輸. 這就是目前鋰鐵電池產業有趣的地方.

1. 專利名稱：作為電極活性物質之材料及其製備方法
摘要 本發明揭露一種可再充電鋰離子電池之電極活性材料,其活性材料為一種提升磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)電化學性能之材料。以本材料製備電極,無須再外加導電碳添加劑,即可得到良好的充放電效能,且在電氣化學交互作用後,釋放可反覆循環之鋰離子。其材料係包含磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)化合物、碳(C)以及磷化鐵(FexPy)化合物。 
 
2. 專利名稱：磷酸鋰鐵晶體材料之製備方法
摘要 一種利用固態反應法製備磷酸鋰鐵晶體材料的方法,其包含下列步驟:混合一含鐵前驅物及一含鋰前驅物以形成一混合物;以及熱處理該混合物以進行固態反應。該含鐵前驅物另包含碳或磷,例如草酸亞鐵、磷酸鐵或醋酸鐵。該含鋰前驅物係氫氧化鋰、磷酸二氫鋰、碳酸鋰或鹵化鋰(例如氟化鋰)。此外,該混合物另包含一含碳化合物,例如碳水化合物、有機物質或糖。熱處理該混合物係在一非氧化環境中進行,例如在氬氣/氫氣環境中預熱該混合物至一第一溫度並保持一第一預定時間、加熱該混合物至一第二溫度並保持一第二預定時間,以及冷卻該混合物至室溫。

電池隔離膜的基本技術要求包括：可阻隔正負極、結構疏鬆多孔、電阻低、具有良好機械強度和彈性、可抗彎曲變形、可耐電解液腐蝕、耐氧化性好、化學性能穩定、以及體積輕薄, 含液率高.

目前全球鋰電池用隔離膜主要供應商還是日本與美國, 包括Celgard(美)、宇部UBE(日)、旭化成 AsahiKasei(日) 三井Mitsui(日)、東燃Tonen General(日), 至於台灣的高銀科技生產的隔離膜, 產品已獲得下游Cell廠~特別是大陸地區的電池廠商採用.

鋰鈷、鋰鎳、鋰錳與鋰鐵電池, 使用的負級材料相同, 只是正級材料不同!

由於石墨系的重量能量密度較高且材料結構具較高的規則性，所以第一次放電的不可逆電容量會較低，另外石墨系負極材料具有平穩工作電壓作用，對電子產品的使用和充電器的設計較具優勢。自1991 年 Sony新力首次將鋰電池商品化以來, 碳材料一值被當作鋰電池的負極材料!

鋰電池的負極材料的製作, 主要是將鋰電池負極的製作是將碳材料、黏結劑、添加劑等經混拌成糊狀膠合劑均勻塗抹在銅箔兩側，再經乾燥、滾壓而成. 目前使用的鋰電池的負極材料主要是： 石墨化碳,主要包括天然石墨、人工石墨及類石墨~中介相瀝青基碳微球 MCMB等產品。

中碳2001年在科專計畫的導入中科院技轉, 與台灣經濟部主導性新產品開發輔導計畫支持下,成功研發以自產的軟瀝青（softpitch）為原料，經高溫熱反應、及粉體過濾及乾燥技術和粉體碳化, 成為球狀介相瀝青粉末, 跨入鋰電子負極碳材料領域, 2003年將生產線擴大至年產能達200噸, 2004年完成第2條200噸年生產線, 2005年完成第3條一條400噸的生產線, 年產能達800噸。