重塑材料設計架構 臺科大蔡秉均團隊揭示快充電池關鍵機制

(中央社訊息服務20260511 10:06:52)國立臺灣科技大學機械工程系蔡秉均副教授研究團隊，長年深耕固態電池材料設計，提出以「計算驅動實驗」為核心的材料設計架構，整合理論計算、機器學習與材料實驗，開創由計算主導材料設計的新研究範式，推動材料科學由傳統試誤式優化邁向可預測設計。研究成果發表於能源材料領域頂尖期刊《Advanced Energy Materials》，並獲選為Back Cover（封底）與Hot Topic專題，並受邀於美國材料研究學會（MRS）發表。

長期以來，鋰電池的電極裂縫被視為電池性能衰退的主要來源之一，但是否改變材料本質傳輸能力，始終缺乏明確理論解釋。本研究以「計算驅動實驗」為核心的材料設計架構，首次定量解析材料晶格本質傳輸與裂縫界面效應之耦合關係，揭示裂縫並不削弱材料本質擴散能力，而是透過界面與幾何效應主導整體傳輸行為，從根本上重新界定裂縫於電池材料中的物理角色。

此成果為高能量密度、快充與長壽命鋰電池材料設計提供關鍵物理基礎，對下一世代鋰電池與固態電池技術發展具有關鍵影響。蔡秉均表示，本研究不僅解決長期未解的關鍵科學問題，也建立可跨材料體系延展的計算驅動設計方法，將材料設計由經驗導向推進為可預測的系統性工程方法。

蔡秉均團隊致力於建立可預測材料行為的研究架構，發展以計算驅動實驗為核心的材料設計模式，使材料開發由經驗導向，轉向物理機制與資料驅動的可預測設計。深耕固態電池材料研究多年，團隊相關成果已陸續發表於《Advanced Energy Materials》、《Chemical Engineering Journal 》與《Journal of Power Sources》等國際期刊，持續引領計算驅動材料設計研究發展，推動材料科學邁向可預測設計新典範。

研究成果由臺科大共5屆的機械系碩士生接力完成，包括曾啓恩、杜振豪、賴威誠、許兆翔、楊景森、鄭昱晟與鄧輝煌，展現團隊長期投入與協作精神。透過計算驅動實驗訓練，學生整合理論計算、材料實驗與機器學習能力，培養具備國際競爭力的新世代科研人才。