氧元素改寫鋰電池科學認知，新研究揭示提升續航與安全性的關鍵機制

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科技產業資訊室(iKnow) - 黃松勳發表於 2026年6月30日

圖、氧元素改寫鋰電池科學認知，新研究揭示提升續航與安全性的關鍵機制

隨著電動車、智慧型手機及再生能源儲能系統快速普及，鋰離子電池已成為現代社會不可或缺的基礎技術。然而，電池容量衰退、充電速度受限及安全性等問題，仍是產業持續面臨的重要挑戰。近期來自英國研究團隊的新發現，可能為下一代高效能電池開啟新的技術方向。

由英國丹地大學(University of Dundee)與華威大學(University of Warwick)研究人員共同進行的研究指出，鋰離子電池中的氧元素並非過去認知中的「被動角色」，而是在電池充放電過程中扮演更積極且關鍵的功能。此研究成果已發表於Nature Nanotechnology期刊，為電池材料科學帶來新的理解。

長期以來，科學界普遍認為鋰離子電池在充放電時，主要由鎳、鈷、鐵等金屬元素負責電子轉移與能量儲存，而氧元素僅作為結構支撐存在。然而，研究團隊透過先進電腦模擬與實驗驗證發現，氧元素實際上參與電子移動過程，對能量儲存與釋放機制具有重要影響。

研究人員比較了目前最常見的兩類鋰離子電池正極材料，包括磷酸鹽材料與層狀氧化物材料。結果顯示，磷酸鹽電池中的氧元素參與程度相對有限，但在層狀氧化物電池中，氧元素則展現出顯著的電子活動，顯示不同材料體系可能存在截然不同的能量儲存機制。

研究團隊指出，這項成果有助於更深入理解電池在原子尺度下的運作方式。過去許多電池效能下降與壽命衰退現象，往往難以透過既有理論完整解釋，而氧元素的參與機制可能正是解開部分關鍵問題的重要線索。

從產業應用角度來看，若未來能進一步掌握氧化還原反應的運作規律，將有機會開發出充電速度更快、循環壽命更長且安全性更高的新型鋰電池。這不僅有助於提升電動車續航能力，也能改善大型儲能系統與消費性電子產品的使用體驗。

尤其在全球能源轉型與淨零排放趨勢推動下，長壽命、高效率電池已成為支撐再生能源發展的重要基礎設施。當風能與太陽能滲透率持續提升，儲能系統的可靠度與成本效益將直接影響能源系統運作效率，因此任何能提升電池性能的基礎研究都具有重要產業價值。

不過，研究團隊也強調，目前成果仍屬於基礎科學研究階段，距離實際商業化應用仍需經過材料設計、製程優化及大規模驗證等程序。然而，這項發現提供了一套新的理論框架，有望協助產業界重新思考電池設計方向，並為下一世代高性能電池技術奠定重要基礎。(889字；圖1)

參考資料：
Dundee scientists may have found a way to prolong battery life extensively. Dundee Culture, 2026/6/29
Breakthrough could lead to ‘big leaps’ in battery performance, scientists say. Cambs Times, 2026/6/29
New battery breakthrough could lead to ‘big leaps’ in electronic performance. AOL, 2026/6/29
Scientists Discover Oxygen’s Hidden Role In Next-Generation Batteries. Channel News, 2026/6/30

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