鋰氧化物昇華技術 開啟電池製造新紀元

科學家發現，透過鋰氧化物(Li₂O)的昇華現象，能夠加速化學反應並形成單晶結構，這項突破性發現將為鋰電池製造帶來革命性改變。美國能源部太平洋西北國家實驗室(PNNL)的研究團隊在《自然能源》期刊發表最新成果，證實這項技術不僅能提升電池壽命，還能簡化製程、降低成本。

研究共同作者、華盛頓大學機械工程系教授Jie Xiao解釋：「這就像烘焙餅乾一樣，當我們將氣態的鋰氧化物與富鎳前驅物混合時，能夠均勻地形成單晶結構，而非傳統的多晶聚集體。」這種單晶結構就像均勻混合巧克力粉的餅乾，沒有明顯的晶界，因此更加穩定耐用。

傳統鋰電池正面極材料多採用多晶結構，就像夾雜巧克力碎片的餅乾，在充放電過程中容易因晶界處的應力而產生裂紋。Xiao團隊歷經五年研究，意外發現Li₂O在900°C左右會產生昇華現象，其蒸氣能深入前驅物孔隙並快速形成單晶，且僅需常壓環境即可完成反應。

更令人振奮的是，這項技術還能將廢棄的多晶材料直接轉化為高效能單晶，大幅簡化回收流程。實驗顯示，無論是使用新原料或回收材料製成的單晶電池，都能穩定承受1000次充放電迴圈。

雖然目前Li₂O的商業化成本仍偏高，但研究團隊已與產業夥伴合作，預計2026年就能將這項技術推向市場。這項發現不僅為電池製造開闢新途徑，更展現了材料科學如何透過創新思維簡化生產流程，為永續能源發展帶來新希望。

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