臺科大助理教授蔡秉均突破固態電池困境 登頂尖期刊

臺科大助理教授蔡秉均研究固態電池，獲得具體性的進展。（臺科大提供／林志成臺北傳真）

固態電池的充放電速度慢、循環壽命低等問題，一直是阻礙。臺科大機械系助理教授蔡秉均，與美國知名大學研究團隊合作，首次發現利用「雙槳輪」機制，可加速固態電池充放電速度。這項研究成果最近登上國際能源權威期刊《先進能源材料》的封面。

蔡秉均與美國麻省理工美國工程院士Yet-Ming Chiang爲首的團隊，以及密西根大學、柏克萊大學、阿貢國家實驗室、橡樹嶺國家實驗室等全球頂尖學術單位跨國合作，獲得這項卓越的研究成果，他們的論文登上國際頂尖期刊，蔡秉均是第一作者。

電池的主要組成爲正極、負極和電解質，充電時，離子會從正極脫離，經由電解質傳遞至負極，放電時則是相反。因此，電解質是固態還是液態，會影響離子傳送的速度，進而決定電池充放電的效率。

蔡秉均與Yet-Ming Chiang爲首的團隊這次的突破，正是發現透過「雙槳輪」機制，可以有效強化固態電解質的離子傳導速度，開啓了電池材料設計的更多想像。

蔡秉均說明，傳統固態電池的離子傳輸法是「空位傳導機制」，可想像成離子在固體中傳輸時，原需要推開旁邊不易移動的堅固通道，因此受到極大阻力。不過，透過「雙槳輪」機制，能製造出類似旋轉門的活動性通道，讓離子快速通過，將開啓新一代高導離子材料設計。

「雙槳輪」機制打破固態電池傳導離子的既有方法，未來可應用在新材料的設計，有助固態離子導體的探索。雖然距離真的應用到市場的產品，還有很長的一段路要走，但可以期待有一天，更安全的固態電池會被應用在手機、筆電、電動車中。

2020年蔡秉均從美國麻省理工學院歸國，加入臺科大後，持續與跨國單位合作，每週定期視訊討論，橫跨多時區，常在半夜開會。蔡秉均表示，因爲有進展，並不會累，還很有動力。