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

記者黃仁杰／台北報導

國立臺灣科技大學機械工程系副教授蔡秉均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。該研究以「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。

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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五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。