革命性突破！科學家研發新型鋰電池技術 有望取代昂貴的鈷鎳材料

由加拿大麥基爾大學主導，聯合美國與南韓研究團隊，成功開發出一項顛覆性的鋰離子電池材料製程技術。這項突破將有助於逐步淘汰傳統電池中昂貴且難以取得的關鍵金屬元素，如鎳和鈷。

研究團隊聚焦於改進「無序巖鹽」(DRX)陰極材料的生產方法。這種新型電池材料過去面臨重大挑戰 - 製造商難以精準控制DRX顆粒的尺寸與品質，導致材料穩定性不足，難以應用於商業化量產。現在，研究人員開發出一種創新製程，無需研磨或後處理就能直接產出尺寸均一、高度結晶化的顆粒。

「我們的方法能大規模生產品質穩定的DRX陰極材料，這對電動車與再生能源儲存系統的應用至關重要。」論文通訊作者、麥基爾大學礦物與材料工程系助理教授李振赫強調。

這項發表於《自然通訊》的研究成果，為開發更永續、更具成本效益的鋰離子電池開闢了新途徑。在全球積極推動交通電氣化與再生能源轉型的當下，這項技術突破格外具有意義。

研究團隊設計出一套兩階段的熔鹽合成製程，能精確控制DRX顆粒的形成。透過熔鹽技術，首先促進顆粒成核（形成微小且均勻的晶體），接著限制其生長，最終成功製備出小於200奈米的電池級顆粒 - 這個關鍵尺寸被認為是充分發揮這類材料效能的門檻。

李振赫教授解釋：「我們首創直接合成高度結晶化且分散均勻的DRX單顆粒的方法，完全不需要後續研磨處理。這種形貌控制技術不僅提升電池效能，更確保了大規模生產DRX陰極材料的品質一致性。」

實際電池測試顯示，新材料在100次充放電迴圈後仍保持85%的容量，效能表現是傳統方法製備DRX顆粒的兩倍以上。

這項跨國合作研究由麥基爾大學團隊主導，聯合美國史丹佛大學SLAC國家加速器實驗室與南韓科學技術院(KAIST)共同完成，並獲得美國電池公司Wildcat Discovery Technologies的部分支援。

論文第一作者、麥基爾大學材料工程系博士生哈達·艾哈邁德表示：「這項工作同時兼具基礎研究的洞見與工業應用的潛力，它將推動整個領域朝向可規模化生產的方向發展。」

研究團隊相信，這項合成策略將為新一代鋰離子電池開啟大門 - 不僅更環保、更經濟實惠，也更容易實現大規模生產。在當前全球電池需求激增的背景下，這項突破可能產生深遠的連鎖效應。

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