突破性進展：高鎳含量正極材料提升全固態電池效能

隨著電子產業的快速發展，能源研究人員正致力於開發新型電池技術，這些技術不僅能實現更快的充電速度，還能延長裝置使用時間並提升整體壽命。其中，全固態電池（ASSBs）被視為最具潛力的候選者之一。

與傳統液態電解質電池不同，全固態電池採用固態電解質，這不僅使其安全性更高（固態電解質不易起火），還能儲存更多能量（即具有更高的能量密度）。然而，這些電池的核心元件——正極活性材料（CAM）——尤其是富含鎳（Ni）的層狀材料，雖然表現出色，但也存在顯著限制。

過去的研究表明，這些正極材料會導致全固態電池的容量隨時間下降，這種現象稱為「容量衰減」。容量衰減的原因主要與鎳含量高的正極與電解質之間的介面化學反應，以及正極顆粒的膨脹、收縮和分解有關。

為深入瞭解鎳含量對全固態電池效能的影響，韓國漢陽大學的研究團隊進行了一項深入研究。他們的研究成果發表在《自然能源》期刊上，並為開發新型高鎳正極材料提供了重要依據，這些材料有望提升全固態電池的效能與壽命。

研究團隊首先分析了影響全固態電池效能的各種因素，並量化了它們的影響。為此，他們合成了四種不同鎳含量的正極材料，鎳含量從80%到95%不等。這些材料包括原始Li[Ni_xCo_yAl_1−x−y]O₂正極材料、硼塗層正極、摻鈮正極，以及同時進行硼塗層和摻鈮處理的正極。

研究結果顯示，正極與電解質介面處的表面降解是導致容量衰減的主要原因，而當鎳含量超過85%時，正極顆粒的內部隔離與脫離也成為重要因素。基於這些發現，研究團隊開發了具有改良表面和形態的新型高鎳正極材料，這些材料的柱狀結構能有效減少顆粒脫離與內部隔離現象。

在實際測試中，這些新型正極材料在經過300次充放電迴圈後，仍能保持80.2%的初始容量。這項研究不僅為全固態電池的效能提升提供了寶貴的見解，也為其未來的廣泛應用奠定了堅實基礎。