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進入全固態電池關鍵突破 台大研究登國際頂尖期刊
2026/04/07 07:49 記者林曉雲／台北報導
全固態電池關鍵突破，台大化學系特聘教授劉如熹帶領團隊，解析氯化物電解質新進展。（記者林曉雲翻攝台大官網）
手機會爆炸、電池容易過熱，都跟現在常用的「液態鋰電池」有關。為了解決這些問題，科學家正積極開發更安全的新技術「全固態電池」。國立台灣大學化學系特聘教授劉如熹帶領研究團隊，近期在國際頂尖期刊「ACS Energy Letters」發表研究，解析一種關鍵材料「氯化物固態電解質」，系統性地總結「鹵化物固態電解質」最新研究進展與尚待克服的關鍵問題，為下一代電池發展提供方向。
簡單來說，現在的鋰電池裡面有「液體」，負責讓鋰離子在電池內移動、產生電力，但這種液體容易燃燒，也限制電池容量，而「全固態電池」則把液體改成「固體」，就像把水換成磚頭，不但更安全，也有機會儲存更多能量。
不過，固體不像液體那麼容易讓離子通過，因此科學家需要找到一種「既是固體、又能讓鋰離子順暢移動」的材料。這時，「鹵化物固態電解質」的一種子類型「氯化物基固態電解質」就成為熱門選項。它的特點是鋰離子傳導速度快，而且在不同電壓下都能保持穩定，具備發展潛力。
研究團隊指出，這類材料最大的特色在於「結構可以被調整」，透過加入不同元素（稱為摻雜），可以改變材料內部原子的排列方式，就像重新設計道路一樣，讓鋰離子移動得更快更順，但同時也帶來挑戰，因為不同結構會影響材料穩定性與電池表現，使整體機制變得複雜。
這篇研究的重要貢獻，在於把這些複雜關係「整理清楚」，團隊系統性分析不同結構、摻雜方式與電池性能之間的關聯，並結合理論計算，找出影響鋰離子移動的關鍵因素，進一步提出材料設計的方向。
除了材料本身，研究也指出另一個關鍵問題在「界面」。也就是電解質與電極接觸的地方，常會出現阻抗增加或不穩定的情況，就像道路接縫不平，會影響通行效率，團隊也提出透過界面工程與材料設計，改善這些問題的策略。
研究團隊說明，該論文概述「高效能鹵化物固態電解質」設計思路與方法，為全固態鋰離子電池未來發展提供重要見解與研究方向。這項研究就像替未來電池畫出一張「設計藍圖」，幫助科學家知道該往哪個方向優化材料，隨著科技發展，未來手機、電動車甚至儲能系統，都有機會用上更安全、更高效的全固態電池，而此研究正是邁向未來的重要基礎。
