臺灣博碩士論文加值系統

鋰電池為現今民生與工業中不可或缺的能量來源，舉凡手機、平板、電腦、
醫療、智慧錶、無人機、機器人、電動車…等，都需要使用到此產品，目前因為
石油危機地球上可開採的石油存量越來越少，而且燃燒石油不管如何去改善一定
會有溫室效應與空氣汙染問題。所以在車輛方面急需發展電動車科技來應對石油
問題，而電動車最大問題點在於電池續航力目前不足與傳統汽油車輛相比。近年
來科技材料中科學家恰好發現了一種能提升電池優化的石墨烯材料，其電阻率只
約 10-6 Ω·cm，比銅或銀更低，為目前世上電阻率最小的材料，因組裝製造完成
一顆鋰電池中有許多的變異參數，如果需要各種參數組合都去測試製作，可能會
曠日廢時不合經濟效益，故本研究以田口方法的 L9 直交表進行石墨烯添加百分比
與其他重點參數的最佳化，目的在期待用最省成本的方式與最少的實驗組別找出
內阻最小、電容量最高、庫倫效應最佳的鋰電池參數，並考慮灰關聯多參數分析
鋰電池之最佳化，期能以此小電池模型之改善作為以後大電池的續航力優化的模
型與參考樣本。

Lithium batteries are an indispensable source of energy for people’s livelihood
and industry. For example, mobile phones, tablets, computers, medical care, smart
watches, drones, robots, electric vehicles, etc., all need to use this product. At present, due to the oil crisis on the earth The reserves of extractable oil are getting less and less, and no matter how to improve the burning of oil, there will be greenhouse effect and air pollution problems. Therefore, in terms of vehicles, there is an urgent need to develop electric vehicle technology to deal with the oil problem, and the biggest problem with electric vehicles is that the battery life is currently insufficient compared with traditional gasoline vehicles. In recent years, scientists in science and technology materials have just discovered a graphene material that can improve battery optimization. Its resistivity is only about 10-6 Ω·cm, which is lower than copper or silver. It is currently the world’s smallest resistivity material. Because there are many variation parameters in a lithium
battery that is assembled and manufactured, if various parameter combinations are
required to test and manufacture, it may be time-consuming and uneconomical.
Therefore, this study uses the Taguchi method L9 orthogonal table for graphene
addition percentage Optimization with other key parameters, the purpose is to find the lithium battery parameters with the smallest internal resistance, the highest capacity, and the best Coulomb effect in the most cost-effective way and the least experimental group, and consider the gray correlation multi-parameter analysis The optimization of lithium batteries is expected to be used as a model and reference sample for optimizing the endurance of large batteries in the future with the improvement of the small battery model.

目錄
健行科技大學..................................................................... i
中文摘要......................................................................... i
Abstract........................................................................ ii
誌謝.......................................................................... iii
目錄....................................................................... iv
表目錄...................................................................... vi
圖目錄..................................................................... vii
第一章 緒論.................................................................. 1
1.1 前言..................................................................... 1
1.2 研究動機........................................................................... 1
第二章 文獻回顧............................................................... 3
2.1 鋰離子二次電池發電原理........................................................................... 3
2.2 正極材料(Athode)介紹 ..................................................... 3
2.3 負極材料(Anode)介紹 ...................................................... 6
2.4 隔離膜(Separator)介紹..................................................... 9
2.5 電解液(Electrolyte)介紹 .................................................. 14
2.6 石墨烯介紹................................................................ 17
2.7 田口方法.................................................................. 21
第三章 田口法分析單一目標品質................................................... 25
3.1 實驗規劃:................................................................. 25
3.1.1 實驗設備 ............................................................... 27
3.1.2 實驗參數 ............................................................... 31
3.2 田口法分析電池內阻單一目標品質.............................................. 32
3.2.1 電池內阻實驗設備......................................................................... 32
3.2.2 電池內阻量測方法 ........................................................................... 33
3.2.3 電池內阻實驗分析 ........................................................................... 34
3.2.4 電池內阻變異數分析(ANOVA) ............................................. 37
3.2.5 電池內阻驗證實驗 ...................................................... 39
3.3 田口法分析電池電量單一目標品質............................ 40
3.3.1 電池電量測量實驗設備 ............................................................. 40
3.3.2 電池電量量測方法 ........................................ 40
3.3.3 電池電量實驗分析 ........................................ 41
3.3.4 電池電量變異數分析(ANOVA) ............................... 43
3.3.5 電池電量驗證實驗 ....................................... 44
3.4 田口法分析庫倫效率單一目標品質.............................. 44
3.4.1 庫倫效率實驗設備 ........................................ 44
3.4.2 庫倫效率量測方法 ........................................ 44
3.4.3 庫倫效率實驗分析 ........................................ 45
3.4.4 庫倫效率變異數分析(ANOVA) ............................... 46
3.4.5 庫倫效率驗證實驗 ....................................... 47
第四章 應用灰關聯分析鋰電池多參數最佳組合....................... 48
4.1 應用灰關聯分析鋰電池三目標最佳組合.......................... 48
4.2 應用灰關聯分析鋰電池三目標品質之結果........................ 50
4.3 應用灰關聯分析鋰電池三目標與田口法分析內阻單一目標之比較表.... 53
4.4 應用灰關聯分析鋰電池三目標與田口法分析電量單一目標之比較表.... 53
4.5 應用灰關聯分析鋰電池三目標與田口法庫倫效率單一目標之比較表.... 54
4.6 應用灰關聯分析鋰電池與田口法分析之比較............................ 55
第五章 結論......................................................... 56
第六章 未來展望..................................................... 57
參考文獻............................................................ 58

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