突破性發現！科學家解開鋰電池壽命之謎，新一代電池技術即將問世

德州大學達拉斯分校的研究團隊近期解開了困擾業界數十年的鋰鎳氧化物（LiNiO₂）電池衰減之謎，並開發出一種結構強化方法，有望讓這種材料在更長效的鋰離子電池中實現商業化應用。這項突破性研究已發表於《先進能源材料》期刊，為下一代電池技術的發展帶來曙光。

LiNiO₂一直被視為具有潛力的新一代鋰電池材料，但長期以來因充放電迴圈後效能衰退的問題而難以商業化。研究團隊透過計算模型分析，終於找到了問題的癥結所在。材料科學與工程學系教授、BEACONS計畫主任趙慶宰博士表示：「我們現在已經清楚瞭解衰減發生的原因，並正在開發解決方案，這項技術未來可應用於手機、電動車等多種產品，大幅延長電池使用壽命。」

這項研究是UTD BEACONS計畫的一部分，該計畫於2023年獲得美國國防部3,000萬美元資助，旨在開發新型電池技術與製造工藝、提升關鍵原材料的國內供應能力，並培養電池能源儲存領域的專業人才。

研究團隊發現，LiNiO₂中的氧原子在充電末期會發生化學反應，導致材料結構不穩定並產生裂紋。為解決這個問題，他們提出了一種理論解決方案：在材料中新增帶正電的陽離子，改變材料特性，形成支撐結構來強化正極。

該研究的第一作者、材料科學與工程博士生Matthew Bergschneider正在建立一個基於機器人的實驗室，用於製造電池原型，探索設計的支撐結構LiNiO₂正極的高通量合成工藝。他表示：「我們將先小量生產並最佳化工藝，然後在BEACONS設施中擴大材料合成規模，每週生產數百個電池。這些都是邁向商業化的重要步驟。」

這項突破性研究不僅解決了長久以來的技術難題，更為未來電池技術的發展開闢了新方向。隨著研究團隊持續最佳化製程並擴大生產規模，這項技術有望在不久的將來實現商業化應用，為消費者帶來更持久、更可靠的電池產品。