臺灣博碩士論文加值系統

近年來，能源危機的發生以及大眾的環保意識抬頭，使得輕型電動車及油電混合車日漸普及。電動車的風行是為了利用電池發電來取代石油產生的動力。其中，為了使電動車具備或超越一般燃油車輛的馬力及性能，因此支援電動車驅動的高功率鋰離子二次電池芯，則是重要關鍵。
本研究之目的在於探討高功率鋰離子二次電池在高精度捲繞製程參數因子對高功率放電之能力的影響之研究，主要重點可分成兩部份：
第一部份為將高功率鋰離子電池捲繞時的參數應用田口方法進行最佳化的實驗；並以鋰離子電池的直流阻抗值（DCIR）、3C Discharge Temperature、交流阻抗值（ACIR）及3C Discharge capability of nominal voltage，作為製程最佳化之品質特性，並依此找出製程中的主要參數及其影響程度，進行高功率鋰離子電池捲繞之參數最佳化的研究。
第二部份則再以田口方法的分析結果，作為進一步提昇捲繞品質的主要依據。且為了提高實驗結果的再現性以及實驗數據的分析效率，在實驗配置中導入雜音因子，將所得之實驗結果相互比較，得以驗證實驗製作的穩定性及再現性。且更能有效提升高功率鋰離子電池3%之可用電容量。

In recent years, LEV and hybrid has been gradually popularized due to the energy crisis and increasing environmental awareness. The prevalence of LEV is to use batteries to replace the power from the gasoline. In order to make electric vehicles with or beyond the ordinary vehicle horsepower and performance, so the key is the high-power lithium-ion battery core importance of design.
The purpose of this study is to investigate the high-power lithium-ion battery in high-precision winding process parameters of high power discharge capacity factor on the impact of research.
The main focus can be divided into two parts：
The first part is the high-power lithium ion battery winding parameters when applied Taguchi method to optimize the experimental. And to lithium ion battery of its DC internal resistance (DCIR), 3C Discharge Temperature, AC internal resistance (ACIR) and 3C Discharge capability of nominal voltage, as the process optimization of quality characteristics, and so identify the main parameters of the manufacturing process and its impact, high-power lithium ion battery winding optimization of the parameters.
The second part of the Taguchi method of analysis, as further improve the quality of the main basis for the winding. And to improve the reproducibility of experimental results and the analysis of experimental data, the efficiency of noise in the experimental configuration import factor, the obtained experimental results are compared to verify the stability of production and experimental reproducibility. And this can improve high-power lithium-ion battery capacity of 3%.

目 錄
中文摘要 ------------------------------------------------- i
英文摘要 ------------------------------------------------- ii
目錄 ------------------------------------------------- iv
表目錄 ------------------------------------------------- vi
圖目錄 ------------------------------------------------viii
第一章 緒論--------------------------------------------- 1
1-1 前言--------------------------------------------- 1
1-2 鋰離子二次電池介紹與發展現況--------------------- 1
1-2-1 鋰離子二次電池介紹------------------------------- 1
1-2-2 鋰離子電池發展現況------------------------------- 5
1-3 研究動機----------------------------------------- 11
1-4 文獻回顧----------------------------------------- 13
1-5 研究目的----------------------------------------- 16
第二章 理論分析----------------------------------------- 17
2-1 鋰離子電池之原理與組成--------------------------- 17
2-1-1 鋰離子電池之原理--------------------------------- 17
2-1-2 鋰離子電池之組成--------------------------------- 18
2-2 田口式實驗設計法--------------------------------- 23
2-2-1 穩健設計簡介------------------------------------- 24
2-2-2 田口實驗方法簡介--------------------------------- 24
2-2-3 直交表------------------------------------------- 26
2-2-4 雜音因子----------------------------------------- 28
2-2-5 參數的分類--------------------------------------- 29
2-2-6 參數設計----------------------------------------- 33
2-2-7 變異數分析--------------------------------------- 35
2-3 高速捲繞系統原理--------------------------------- 37
第三章 實驗儀器與方法----------------------------------- 41
3-1 鋰離子電池製程設計介紹--------------------------- 41
3-2 實驗平台載具介紹--------------------------------- 44
3-3 混漿製程----------------------------------------- 46
3-4 塗佈製程----------------------------------------- 51
3-5 碾壓製程----------------------------------------- 54
3-6 分條製程----------------------------------------- 56
3-7 導電柄焊接--------------------------------------- 56
3-8 捲繞製程----------------------------------------- 57
3-9 灌液製程----------------------------------------- 58
3-10 封焊製程----------------------------------------- 59
3-11 電池活化----------------------------------------- 60
3-12 田口實驗參數選擇--------------------------------- 61
3-13 田口實驗參數條件控制----------------------------- 64
第四章 實驗結果與討論----------------------------------- 67
4-1 最佳製程參數之量測數據--------------------------- 67
4-2 最佳製程參數之初步解析--------------------------- 69
4-3 最佳製程參數之變異數分析------------------------- 73
4-4 多重品質特性之製程參數最佳化--------------------- 75
4-5 確認實驗--------------------------------------- 78
4-6 性能測試分析----------------------------------- 82
第五章 結論------------------------------------------- 85
第六章 未來發展與運用----------------------------------- 87
參考文獻 ------------------------------------------------- 88

[1] 陳金銘，「下世代鋰電池電極材料技術」，工業材料，267期，2009年3月 ，60頁。
[2] 呂理舜，「鋰電池發展概況」，拓墣產業研究所焦點報告，2008/01/16
[3] 呂佩瑩、楊模樺，「高功率鋰電池之市場應用現況」，工業材料，230期，2006年2月，P131-138。
[4] 林振華、林振富，「充電式鋰離子電池-材料與應用」，2001/12月。
[5] 楊家諭，「二次鋰離子電池的應用」，工業材料，117期，1996年9月，P63-70。
[6] 張晶、王立松、陽如坤，「方形鋰離子電池卷繞設備張力控制的改進」，控制與檢測，2009年第2期，P67-69。
[7] 蔡明祺、陳寬益、林穀欽，「高速捲繞系統之定張力控制」，機械月刊，第二十六卷第二期，P226-236。
[8] M.B.Armand、Nato Conf.Ser.IV，Material Science，D.w.Murphy et. Al. ed.，145-161，1980。
[9]水島公一，固態物理，15，（9），619，1980。
[10] J.B.Goodenough、水島公一，特開昭55-136131，1980。
[11] 林世彬，「鋰離子二次電池陰極材料LiNiO2之合成及其性質」，國立成功大學材料科學工程學系博士論文，2002年。
[12] 陳勇利，「鋰離子電池陰極材料LiMn2-xNixO4之合成與電化學特性之探討」，國立中山大學化學研究所碩士論文，2001年。
[13] 廖國宏，「磷酸鐵鋰陰極材料研究」，國立曁南國際大學應用化學研究所碩士論文，2004年。
[14]吳信達，「鋰鐵磷氧化物燒結技術的突破」，經濟部能源局，能源報導，2009年11月，P30-32。
[15]吳信達，「超輕型質子交換膜燃料電池之研究」，國立交通大學機械工程學系博士論文，2010年。
[16] 金能電池有限公司，www.tclbattery.com 。
[17] 陳致成、劉茂煌、陳金銘，「新型鋰離子電池正極材料合成方法」，工業材料，203期，2003年11月，P98-107。
[18] 葛懋忠，「鋰鐵堆疊型電池芯與捲繞型電池芯之研究」，國立彰化師範大學電機工程學系碩士論文，2008年。
[19] 陳翁釧、謝登存，「鋰離子電池隔離膜材料應用介紹」，工業材料，215期，2004年11月，P99-103。
[20] 楊家諭、鄭賢豪，「二次鋰離子電池的安全性」，工業材料，117期，1996年9月，P71-78。
[21] 蘇朝墩，「產品穩健設計」，中華民國品質學會，1998年，P1-175。
[22] 鄭燕琴，「田口品質工程技術理論與實務」，中華民國品質管制學會，1998。
[23] 黎正中，「穩健設計之品質工程」，台北圖書公司，1993，P10-190。
[24] Y.S. Tarng，「The Use of Grey-based Taguchi Methods to Determine Submerged Arc Welding Process Parameters in Hardfacing」，Journal of materials Processing Technology，vol.128， 2002，P1-6 。
[25] S.C. Juang，Y.S. Tarng，「Process Parameter Selection for Optimizing the Weld Pool Geometry in the Tungsten Inert Gas Welding of Stainless Steel」，Journal of materials Processing Technology，vol.122，2002，P33-37 。
[26] 林智明，「速度與張力同步控制系統的研究與應用」，大專生參與專題成果報告，NSC862815-C-006-039-E，國立成功大學機械工程學系，1997。
[27]葉勝發、郭鎮水、楊模樺等，「電池導電裝置」，中華民國新型專利，專利號555158。
[28]郭鎮水、葉勝發、楊模樺等，「二次電池端蓋組」，中華民國新型專利，專利號555164。
[29]井上製作所，http://www.inouemfg.com/products/mixer/details/planetary_mixer.php 。
[30] HIRANO TECSEED Co.Ltd，http://www.hirano-tec.co.jp/en/08_technical/01_coating/02_setsumei.html 。
[31] Maccor, Inc.，http://www.maccor.com/series4000.php 。
[32]吳信達，「綠色能源運用於環境生態」，經濟部能源局，能源報導，2009年7月，P31-34。
[33]曾柏尹、彭國光、周裕福等，「二次電池之電學特性與應用」，工業材料197期，2003年5月，P110-123。