手機充電愈來愈快，但很多人也發現，電池用久後容易膨脹、發熱或續航力下降。過去科學界普遍認為，鋰電池內部材料出現「裂縫」，是造成電池老化與性能衰退的重要原因。國立台灣科技大學最新研究發現，裂縫不一定會直接破壞電池材料本身的傳輸能力，而真正影響快充與壽命的，可能是裂縫周圍產生的界面與幾何效應。
台科大機械工程系副教授蔡秉均帶領研究團隊完成，成果已刊登於能源材料領域國際頂尖期刊「Advanced Energy Materials」，獲選為封底專題與熱門研究主題，並受邀於美國材料研究學會（MRS）發表。
研究團隊提出「計算驅動實驗」的新型材料設計方法，整合理論計算、機器學習與材料實驗，希望改變過去材料科學大量依靠「試誤法」的模式。
蔡秉均表示，傳統材料開發往往需要大量反覆實驗，像是在黑暗中慢慢摸索；但現在透過電腦模擬、AI與數據分析，可以先預測材料可能特性，再進行實驗驗證，大幅提升研發效率。
研究特別聚焦鋰電池中的「裂縫問題」。鋰電池在反覆充放電時，電極材料會因膨脹收縮產生微小裂痕，長期被認為是電池容量衰退的主因之一。不過，團隊透過模擬與實驗發現，裂縫並不會直接削弱材料本身的鋰離子擴散能力，而是裂縫形成後，改變了材料界面與電流傳輸路徑，進而影響整體充放電效率。簡單來說，問題不只是「材料裂開了」，而是裂開後造成的「交通堵塞效應」。
研究團隊指出，這項發現有助重新理解快充電池的設計原理，未來若能有效控制裂縫界面，甚至可能開發出兼具高能量密度、快速充電與長壽命的新世代鋰電池與固態電池。
蔡秉均表示，這項研究不只是解答一個長期未解的材料問題，更建立了一套可跨材料領域使用的「可預測設計方法」，讓材料科學從過去仰賴經驗與試驗，逐漸轉向以數據、物理機制與AI驅動的系統化設計。
特別的是，這項研究成果由台科大機械系多屆碩士生接力完成，學生同時參與理論模擬、機器學習與材料實驗，也展現新世代工程教育逐漸走向跨域整合趨勢。
＜新聞來源：自由財經新聞網＞