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沖網工法係指把模具依所要成 現有技術 PPC 技術
形的形狀做出上下模具，將上
下模具打開後置入原材料，再
H 2SO 4 C H 2SO 4
把模具固定在稱為沖床的設備
上。沖床提供成形所需的力量， Pb Pb
帶動模具做上下合模開模的動
放電 放電
作。當合模時能夠使材料成形，
開模則讓材料做進出的動作，
是利用沖床、模具及原材料所
PbSO 4 PbSO 4
H 2SO 4 H 2SO 4
構成的一套系統，相較於傳統
重力鑄造產品，PPC 技術的
Pb Pb
格子體網目更小、密度更密，
充電 充電
導電性將因此大幅提升，使高
率放電條件下能展現更加的性
能。同時裁切後廢鉛料亦可再
H 2SO 4 H 2SO 4
度回收至熔鉛爐，製程中鉛可
達 100% 回收，達到環境友善 Pb Pb
的目的。此外，如 圖 3(d) 所示， 循環使用後，硫酸鉛粗大化 導電碳材抑制硫酸鉛粗大化
由於格子體的厚度減低，在同
樣的電槽體積下，不僅可容納 圖 4、PPC 技術抑制硫酸鉛粗大化機制圖
更多片數的格子體，單片格子
體所乘載的活化物質質量亦可 容量降低並導致失效。為了克服硫酸鉛化的問題，可以透過添加碳
提升，大幅提升活化物質利用 材料於陰極板中來解決 [6] 。
率，達到電池容量增加的效果。
早期對於添加碳材料於陰極板的影響是認為碳材料為一導電物質，
能夠促進極板化成效率與減少殘留硫酸鹽類的影響，並進一步發現
添加導電碳材料，以增加活 能夠提升充電效率 [7] 。緊接著發現添加高比例的碳材料不僅能夠有
化物質充電接收性及孔隙度 上面敘述的效果，也能於模擬混合動力車輛使用狀態下，延長電池

鉛酸蓄電池的工作原理是透過 的循環壽命 [8] 。探究其原因係指添加高比例的碳材料於陰極板中，
化學能和直流電能相互轉化達 能夠藉由碳材料的導電特性形成一種內部導電網路，提升陰極板的
到供電效果，電池壽命會隨著 充電接收性，使硫酸鉛結晶物能夠轉變回復成鉛，避免陰極板硫酸
鉛化以延長電池的循環使用壽命，因此近年來，大量開始研究碳材
氧化還原反應的狀態遞減，電
料添加於電池極板中的研究，遂形成鉛碳電池一詞。
池放電時，正極和負極的活化
物質和硫酸反應生成硫酸鉛， 鉛碳電池為一種新型態的鉛酸蓄電池，傳統鉛酸蓄電池的正極活化
使得硫酸濃度持續降低，並造 物質是氧化鉛 (PbO 2 )，負極活化物質是鉛 (Pb)，當負極中添加高比
成電池內阻增加，隨著循環次 表面積的導電碳材料 ( 例如活性碳、碳纖維、導電碳黑、石墨烯 )，
數增加，最終電池內部硫酸鉛 將抑制不導電的硫酸鉛晶粒成長，進而提升負極材料導電性；同時
濃度過高時，將導致電池失效， 碳材料本身具電容特性，在高率充放電的使用條件下，將助於負極
如 圖4左。 板增加充電接收性，進而提升電池性能，如 圖4右。

過去研究中，探究鉛酸蓄電池 除了對電池內部元件改變外，在節能減碳部分，PPC 技術亦針對電
中陰極板的衰退機制發現主要 池製程的方式進行改變，將傳統式塔槽化成 (tank formation) 變更
有三個面向 [5] ，第一是陰極硫 為電槽化成 (case formation)，電槽化成的方法為密閉式系統，將
酸鉛化，第二是陰極鉛粒凝聚， 大幅減少環境汙染，其製程流程差異如 圖5 所示。
第三是陰極格子體表面鈍化； 所謂的化成是將極板浸泡在硫酸溶液中，通入直流電，進行氧化及
其中，陰極硫酸鉛化是造成鉛 還原反應，使其分別轉化為陽極板 (PbO 2 ) 及陰極板 (Pb)。傳統的
酸蓄電池失效的主要原因。硫 塔槽化成工法中，首先將極板置於桶槽內，浸泡大量硫酸 18 至 40
酸鉛化係指鉛酸蓄電池於正常 小時，並且提供電流使陰、陽極板轉化，再以清水沖洗殘留於極板
充電下，細小結晶的硫酸鉛會 細微孔洞內的硫酸，後續再將乾燥後的陰、陽極板組裝至電槽內，
快速溶解並轉變回原始金屬鉛 塔槽化成過程中將產生大量的廢棄酸液及廢水，造成環境汙染，且
的狀態；若硫酸鉛無法轉變回 過程為開放空間，操作人員將暴露於充滿酸氣的環境中，造成人體
原本金屬鉛狀態時，則會造成 危害。

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