半導體技術應用於電動車電池之創新研究

電動車電池 半導體技術 無負極電池 KAIST 奈米技術

Resumen

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韓國科學技術院(KAIST)的研究團隊於2026年9月22日發表了一項突破性技術,成功將半導體產業的精密製造技術應用於電動車無負極電池(Anode-Free Battery)的開發。這項研究突破傳統設計瓶頸,有效解決了鋰金屬在充電過程中容易形成枝晶(Dendrites)並導致電池壽命縮短的問題。 研究團隊由化學與生物分子工程系教授李振宇(Jinwoo Lee)與鄭熙泰(Hee-Tae Jung)共同領導,並與慶北大學及國家奈米fab中心合作。他們透過二次濺射微影技術(Secondary Sputtering Lithography, SSL)在銅箔集電器上製造出奈米級微管陣列,使表面積擴大至平滑銅箔的四倍,讓鋰離子能均勻分佈而非集中生長。 此外,團隊在銅箔表面塗布了約10奈米厚的MXene薄膜作為引物,在LiPF6基底電解液中促進富含氟化鋰(LiF)的保護層形成。此技術在不增加電池體積與重量的前提下,顯著抑制了副反應並延長電池壽命,為高能量電動車電池的商業化奠定重要基礎。 該項研究成果已於2026年9月1日發表在權威學術期刊『先進功能材料』(Advanced Functional Materials)上,獲得韓國科學技術資訊通信部轄下國家研究基金會(NRF)與國家奈米fab中心(NNFC)的資金支持,為未來更輕、更小且續航力更強的電動車發展提供實質的技術路徑。

Puntos clave

01

🔹 結合半導體技術突破無負極電池瓶頸

【📌 核心創新】韓國科學技術院(KAIST)研究團隊於2026年9月22日宣布,將半導體產業的精密微影製造技術應用於無負極鋰金屬電池(Anode-Free Battery)的開發 / 【⭐ 應用成效】在不改變電池體積或增加重量的前提下,有效延長電池壽命並加速高能量電池的商業化進程

02

🔸 奈米級銅箔結構抑制鋰枝晶生長

【📌 技術原理】採用二次濺射微影技術(Secondary Sputtering Lithography, SSL)在銅箔上製作直徑約300奈米、高150奈米的微管陣列 / 【⭐ 數據支撐】將銅箔有效表面積擴大至平滑銅箔的約4倍,使鋰離子能夠均勻分佈,大幅降低形成刺狀枝晶(Dendrites)的機率

03

⭐ MXene引物促進保護層形成

【📌 材料應用】在銅箔表面塗布約10奈米厚度的二維材料MXene作為引物 / 【⚡ 因果關係】在LiPF6基底電解液中誘導形成富含氟化鋰(LiF)的穩定保護層,有效減少鋰金屬與電解液之間的不良副反應

04

📊 研究團隊與學術發表背景

【📌 核心人物】由KAIST化學與生物分子工程系教授李振宇與鄭熙泰領導,協同慶北大學及國家奈米fab中心(NNFC)共同研究 / 【⭐ 發表資訊】研究成果於2026年9月1日正式發表於『先進功能材料』(Advanced Functional Materials)期刊,並獲得南韓政府相關計畫資金支持

05

💡 實現更輕更小的高續航電動車願景

【📌 產業價值】透過省去傳統儲存鋰的石墨等材料,實現更輕薄的電池設計 / 【🎯 實際影響】使電動車能在不增加車重與體積的情況下跑得更遠,解決過去透過添加過量鋰或厚重保護膜所造成的重量負擔問題

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