突破極限：鈮鎢氧化物讓鋰電池充電速度大幅提升

來自中國與美國的一群工程師、化學家與材料科學家，最近發現了一種能夠顯著縮短鋰電池充電時間的材料，且不會影響電池容量。這項研究成果發表在《自然通訊》期刊上，研究團隊利用電子顯微鏡與機器學習技術，成功找到能夠克服充電過程中瓶頸的材料。

近年來，鋰離子電池製造商的主要目標之一，就是加快電池充電速度，尤其是電動車等大型電池的充電效率。研究團隊指出，要實現更快的充電速度，需要一種能夠減少現有材料所造成瓶頸的新材料。

為此，研究人員使用電子顯微鏡觀察電荷如何透過鈮鎢氧化物（NbWo）晶體。他們發現，晶體的結構對充電速度有重大影響。更具體來說，當晶體在生長過程中隨機排列時，由於晶格畸變的減少，充電速度會大幅提升。

接著，研究團隊利用機器學習技術，尋找能夠提供類似電子顯微鏡觀察到的效能提升的特定NbWo晶體。在測試了84,000種可能性後，他們找到了rGO/Nb₁₆W₅O₅₅。

測試結果顯示，當在80°C下充電時，這種材料能夠在短短45秒內以每顆粒116毫安培小時的速度充電。研究團隊指出，這相當於目前市場上鋰離子電池理論極限的68.5%，甚至比美國先進電池聯盟設定的基準還要快。

在利用這種新材料製作原型電池後，研究團隊發現，經過500次充電迴圈後，電池仍能保持77%的初始容量，同時維持高能量密度。

研究團隊承認，在將這種材料應用於商業化電池之前，還有許多工作要做，例如解決電極厚度與商業規格不匹配的問題。然而，這項突破性的發現無疑為未來電池技術的發展開闢了新的道路。