看不見的成份如何創造更安全、更持久的新一代電池? 談到電池創新，大家往往聯想到突破性材料或充滿未來感的技術。但事實上，有些最重要的突破來自不起眼甚至寂寂無聞的元件，黏結劑就是其中之一。這種材料低調到在業界以外恐怕少有人知曉。 黏結劑就像「膠水」，負責將電池內的活性材料黏合起來。這個看似微不足道的成分卻對電池製造的效率、壽命和安全性至關重要。隨着電動車對更長續航力及更快充電速度的需求不斷增加，黏結劑的角色日益重要。 高鎳電池帶來的挑戰 挑戰源於高鎳電池愈來愈受業界歡迎。這類新一代電池能夠儲存更多能量，同時減少對昂貴鈷金屬的依賴，因此成為電動車製造商的首選。然而，高能量密度也帶來了一系列問題。在生產過程中，高鎳材料表面的鹼性殘留物會與傳統黏結劑發生化學反應，導致用於製造電極的電池漿料硬化過快。這縮短了製造商處理材料的時間，大幅降低生產效率，並造成更多廢料。 問題不止於此。在電池的充放電過程中，高鎳材料會反覆膨脹和收縮，逐步減弱電池內部結構，加速性能退化。此外，還可能引發其他不良反應，例如形成鋰枝晶，即一種針狀的鋰沉積物，不但縮短電池壽命，更可能構成安全威脅。 重塑基本概念 面對這些挑戰，應科院的科研團隊反其道而行，提出了一個嶄新的構想：能否將黏結劑從附屬材料升級為解決方案的核心部分? 隨後便催生了Multiflex-NR9這個榮獲 R&D 100 大獎的創新技術。 它展示了每道微小所帶來的重大力量和影響。透過先進的表面修飾技術，Multiflex-NR9 配備了特殊設計的酸性功能基團，能有效中和導致漿料過早硬化的鹼性化合物。這令電極漿料的壽命由數小時大幅延長至十天，大大提升了生產靈活性並減少浪費。 除此之外，Multiflex-NR9 還進一步強化電池的內部結構。它優化了電池活性顆粒之間的黏結力，構建出更堅固的電極結構，以便更好地應對使用高鎳材料所帶來的多次膨脹和收縮。更穩定的結構有助延長電池壽命，即使經過多次充放電循環，電池也能保持穩定性能。 此外，Multiflex-NR9 還能有效減少電池內部的不良反應，例如透過提升捕獲溶解金屬離子的能力，抑制鋰枝晶的生成及生長，同時減緩電池老化過程。這不僅讓電池使用壽命更長，還提升了使用安全性。 高效能兼具成本效益 採用 Multiflex-NR9 的電池性能顯著提高。經過 500 次充放電循環後，仍能保留約 93% 的容量；甚至在 1,000 次後，容量保留率仍超過 90%，明顯優於傳統黏結技術。更重要的是，應用此技術並不需要對現有製造流程進行大改動或額外增加成本，能輕鬆融入現有生產線，降低採用門檻。 Multiflex-NR9 的另一優勢是多功能性。它兼容多種電池化學結構，包括鎳鈷錳（NCM）、磷酸鐵鋰（LFP）以及磷酸鋰錳鐵（LMFP）等電池。讓這項技術能靈活應對電池行業不斷變化的需求，應用範圍極廣。 香港的策略優勢 Multiflex-NR9 凸顯了香港在全球清潔能源轉型中的一個獨特機遇。與其在大規模電池製造上競爭，香港更應專注於開發應對行業挑戰的技術解決方案，為業界創造價值並推動全球應用。這類創新正好體現了科研如何鞏固香港作為未來出行及能源儲存核心科技策源地的地位。 電池技術的未來，並非只依賴那些吸引眼球的創新突破，也仰賴許多幕後技術的默默耕耘。正是這些不為人注意的細節，讓電池變得更可靠、更高效、更實用。有時候，改變行業的關鍵並非轟動的發明，而是那些靜悄悄讓一切變得更好的無名英雄。 了解更多: corporate@astri.org
