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高分子材料作為鋰離子電池膜材及矽電極黏著劑開發之研究

為了解決1/7 pvc高度的問題，作者蔡啟揚 這樣論述：

本研究以具傳導離子能力之高分子材料為主軸，並探討其應用於鋰離子電池之膜材與矽電極黏著劑的性能和潛力。鋰離子電池的性能的表現主要取決於充放電速率與電容量兩部分。前者須設計良好的鋰離子傳遞媒介，能夠快速於正負兩極之間快速傳遞鋰離子，才可以實現快速的充放電性能。後者主要取決於電極活性材料的電容量，高理論電容量的材料能夠儲存更多的鋰於其材料結構內。這兩個性能再加上穩定的電池安全性將可以滿足人類日益增加的儲能需求。而本實驗室擅長製備多孔膜並廣泛將多孔膜應用於過濾技術上，包含油水分離、蛋白質過濾及有機溶劑的分離，對於多孔膜有非常深入的了解，再結合一電池的技術，期望能將本實驗室的專業融入鋰電池膜材開發中。

因此本研究第一部分為使用交聯的聚醯亞胺(PI)來製作高熱穩定性隔離膜，在這部分利用了四種不同的製模程序製備出型態不同的多孔膜，其中利用非溶劑誘導相轉換法(NIPS)的方式可以製備出非對稱結構多孔膜，中間具有巨大孔洞表面具有相對緻密的緻密層，緻密層上具有奈米級孔洞。此緻密層可以防止枝晶鋰的生長及透過物理阻擋的方式阻擋枝晶鋰生長穿破隔離膜。而緻密層上的奈米孔洞能讓離子通過並且提供均勻的離子流，將此種隔離膜組入鋰金屬電池可以在極高的速率下充放電(10 C)並且有很好的循環穩定性，本研究證實了使用NIPS所製作出隔離膜可以擁有優異的電池充放電表現及很好的枝晶鋰抑制能力。第二部分為利用非溶劑誘導相轉換法

製作高離子傳導率的凝膠態高分子電解質，以聚乙烯醇縮丁醛 (Polyvinyl butyral, PVB)為材料，並使用聚乙二醇(PEG)進行化學改質。以此交聯聚乙烯醇縮丁醛多孔膜為基材製作出凝膠態高分子電解質，其室溫下鋰離子傳導率及鋰離子遷移數分別為1.13 mS/cm及0.67，並且於160 ℃下維持穩定的形狀。於磷酸鋰鐵半電池測試裡，可以在10 C高充放電速率下保有72 mAh/g的電容量，證明了此凝膠態高分子電解質能提升裡電池的安全性並能夠符合高速充放電的需求。本研究第三部分為製作含離子傳遞通道高分子電解質(SPE)，透過ATRP法改質PVDF相轉換多孔膜，將具有傳導鋰離子能力的sulf

onic acid改質上PVDF，形成離子傳導通道，再利用vinylene carbonate(VC)與poly(ethylene glycol) methacrylate (PEGMMA)單體配置前驅液，將前驅液注入改質完的PVDF多孔膜內組入電池內再透過in-situ聚合法形成含離子傳遞通道的SPE。其中NIPS製膜法所製出NIPS SPE因PVDF膜具有巨大孔洞，因此可含入較多前驅液，更能幫助離子傳遞，NIPS SPE再60 ℃下有優異的離子傳導率4.0×10-4 S cm-1及鋰離子傳導數0.42。將之組入LFP電池內60 ℃下可以在2 C速率下運作且具有32.1 mAh g-1的電容

量。本實驗成功製成了含有離子通道的SPE並且利用in-situ聚合法增加電解質與電極界面相容性。本研究第四部分為將高分子材料進一步延伸致矽電極黏著劑應用上，利用含有米氏酸之聚氨酯高分子作為矽電極黏著劑之研究，矽電極因其高理論電容量(4200 mAh/g)，被期待作為高容量鋰電池之負極材料，但矽容易於充放電過程中產生體積膨脹，設計適合的黏著劑可以承受矽體積膨脹產生的應力以延長電池之壽命。因此本研究利用含有米氏酸之聚胺酯高分子作為黏著劑，藉由熱處理使米氏酸產生烯酮官能基行二聚合反應以交聯或與矽產生共價鍵結再加上高分子鏈能與矽產生氫鍵藉此承受矽的體積膨脹來穩定矽電極。且因分子鏈內具有PEG鏈段能夠增

加鋰離子的傳導能力，使得利用此黏著劑之矽電極能夠在0.8 C相對高充放電速率下擁有1785 mAh/g的電容量，並且於600圈後仍保要58 %的電容量。本研究成功設計了多功能的黏著劑穩定矽電極避免其電容量衰退並且提升了電極內傳遞鋰離子的能力。

磷脂肌醇訊息傳導與植物內質網逆境之研究

為了解決1/7 pvc高度的問題，作者游詔淵 這樣論述：

為了適應環境，植物持續調節其代謝、訊息傳導，以及逆境反應機制。這些生理過程需要大量轉錄代謝酵素、訊息傳導因子，或逆境反應關聯蛋白，並由內質網進行蛋白質修飾。當植物生長於逆境下，增加的蛋白質合成量可能超出內質網的負荷，導致未折疊或錯誤折疊蛋白在內質網中累積，此稱內質網逆境。為了對抗內質網中累積的未折疊或異常折疊蛋白，一個於酵母菌、植物，以及哺乳類中高度保守的精巧系統──未折疊蛋白反應（ＵＰＲ），媒介了內質網與細胞核間的溝通。然而，其他胞器是否也參與內質網逆境反應仍屬未知。在高等植物中，磷脂肌醇為一廣泛分佈於不同胞器上的重要脂質分子。藉由扮演磷脂肌醇結合蛋白的受體或經水解產生訊息傳導分子，磷脂肌

醇訊息傳導參與多項植物發育及逆境反應。於第一章中，我整合並簡介植物未折疊蛋白反應以及磷脂肌醇訊息傳導之參考文獻。之後，我呈現兩項磷脂肌醇訊息傳導參與內質網逆境反應之研究，並著重於阿拉伯芥磷脂肌醇磷酯酶Ｃ2與磷脂肌醇結合蛋白ＳＶＢ。第二章，我們呈現磷脂肌醇磷酯酶Ｃ2 (PLC2)為磷脂肌醇代謝之主要酵素，並參與阿拉伯芥的幼苗發育及內質網逆境反應。實驗結果顯示plc2-1突變株中累積大量的PI4P與PI(4,5)P2，由此可知其磷脂肌醇代謝已被阻斷。PLC2於特定植物組織中表現，且位於細胞膜上，為磷脂肌醇訊息傳導發生處。plc2-1突變株之幼苗具生長缺陷，此性狀可由轉殖原生PLC2基因復原。此外，

藉由其性狀與內質網逆境反應基因表現量，發現plc2-1突變株對內質網逆境高度敏感。第三章，我們發現一磷脂肌醇結合蛋白SVB，其表現受內質網逆境反應路徑IRE1-bZIP60的調控。SVB屬於一個綠色植物亞門中高度保守的DUF538蛋白家族，普遍表現於植物組織，並位於內質網、高基氏體、液胞前小體，及細胞膜上。svb-1突變株呈現內質網逆境耐受性，此性狀可由轉殖原生SVB基因復原。SVB基因於內質網逆境產生後大量表現，且受內質網逆境反應因子IRE1與bZIP60（而非bZIP17、bZIP28）的調控。此外，我們發現SVB可與PI(3,5)P2及PI(3,4,5)P3結合。第四章，我討論先前的成果

並提出未來的研究方向與實驗設計。綜合上述，我們呈現了磷脂肌醇訊息傳導參與內質網逆境反應的實驗例證。