阿德萊德大學研發新型電池 六分鐘充電達 85%無快速降解問題

快速為電動車充電而不損害電池壽命一直是電池研究領域中的一大挑戰。來自阿德萊德大學的研究團隊表示，他們找到了解決方案。新型電池單元在六分鐘內即可達到 85% 的充電量，並提供每公斤 240.4 瓦時的能量密度。這項成果由化學工程學院的院士教授 Qiao Shi-Zhang 領導，並與倫敦帝國學院的研究人員合作完成。

為何快速充電難以實現現有高容量電池（矽陽極及鋰陽極類型）的問題在於，充電速度的提升往往伴隨著電池容量的快速下降，而快速充電會產生熱量，進一步加速電池的劣化並引發安全隱患。Qiao 教授指出：「現有電池模型在快速充電過程中也會增加熱量產生，這可能加劇電池劣化及安全風險。至今，在不犧牲能量密度和循環壽命的前提下，實現 10 分鐘內充電超過 90% 仍然是一項艱巨的挑戰。」

新型電池技術顯著提升充電效率

傳統方法通常涉及重構電解質，即離子在電池內部移動的介質。但對電解質的改動會影響整個系統，並往往妨礙其他地方的離子導電性。相比之下，Qiao 團隊的研究方法僅針對電極表面進行調整，利用硫空位作為催化位點，吸引特定的陰離子在充電過程中到達電池界面，以促進形成一層緻密且富含氟化鋰的保護層（固體電解質介面），並在其中構建快速的鋰離子傳輸通道。

Qiao 教授表示：「電極表面的催化位點吸引陰離子到達電池界面，促進形成穩固的無機保護層，這對於快速充電和長期穩定性至關重要。與傳統的電解質工程不同，這一策略僅在界面調節反應，使快速充電得以實現而不影響離子導電性。」矽陽極的平均庫倫效率（即輸入的電量能夠抽取的比例）約為 99.94%。在 10 分鐘內，電池達到了 91.4% 的充電量。

在持續進行 500 次六分鐘充電循環後，電池仍保留了約 76% 的原始容量。Qiao 教授在新聞稿中指出：「我們的測試電池表現優異，在 500 次六分鐘充電循環後實現了約 76% 的容量保留。電池在 10 分鐘的充電過程中也展現了優秀的穩定性。這一發現可能有助於實現能在幾分鐘內充電的電動車，而不損害電池壽命或能量密度。」

該團隊的下一步是擴大技術應用並在實際操作條件下進行測試。他們的研究結果已發表在《Nature Energy》期刊上。