【港「能」變革】嶺大「高能鋰電池」 降低化石能依賴 續航超過1000公里 耐跑不起火
中東戰火與地緣爭端頻生，嚴重衝擊石油供應，威脅能源安全，其中高度依賴化石燃料的交通運輸與航空等領域，更首當其衝。在此背景下，生產方式多元、更少碳排放的電能，被視為能源穩定的關鍵，惟若要加速「去石油化」，除了發電外，也涉及儲能與終端用電，特別是電池技術的突破。嶺南大學伍絜宜跨學科學院助理教授陳澤與郭瑛聯合研發了「超高安全高能量全固態鋰電池」，從交通電動化與電網儲能層面，為降低化石能源依賴提供了切實可行的「香港方案」。陳澤近日接受香港文匯報專訪時，分享項目可將電池能量密度提升最多達七成，有望拓闊低空經濟載人應用，並大大提高電動車續航里數，亦可成為更適用於清潔能源的儲能裝置，在地緣政治變數中，為能源安全築起科技屏障。有關研究亦成功於今年日內瓦國際發明展摘得金獎。
●香港文匯報記者 劉沐藝
全固態鋰電池被視為下一代儲能關鍵，其研發背景源於兩大趨勢。陳澤解釋指，第一，傳統液態電池已接近理論極限，其能量密度通常低於300Wh/kg，循環壽命多在2,000次以下，且使用易燃有機電解液，存在熱失控風險，難以滿足新興、高端場景需求。第二，低空經濟與電動車等領域發展，對儲能提出了更高要求，「eVTOL（電動垂直起降飛行器）、無人機等低空經濟領域及高端電動車，對電池能量密度需達400Wh/kg至500Wh/kg、功率密度超過3C，並具備航空級安全穩定性。」換言之，下一代電池不僅要耐跑，還要飛得高、不怕摔、不起火。
「現時電動車普及仍受制於電池續航、安全性能與成本三大痛點。」固態電池憑藉更高能量密度，可實現超過1,000公里續航，並兼具本質安全，將加速電動車對燃油車的替代，直接減少交通領域的石油消耗，促進交通電動化，「尤其在航空領域，eVTOL若採用固態電池，可實現更長距離綠色空中交通，進一步減少航空燃油需求。」
提升電網消納能力
在電網儲能方面，「可再生能源如風電、光伏具有間歇性，需大規模儲能系統平抑波動。」固態電池因其高安全、長壽命、高能量密度，更適合用作大型儲能裝置，提升電網對清潔能源的消納能力，減少對燃氣調峰電站的依賴。面對這些挑戰，陳澤表示：「我們的項目聚焦於聚合物固態電解質路線，通過自主研發的『原位彈性聚合物電解質』與『異相界面枝晶抑制技術』，解決了固態電池中界面阻抗高、枝晶生長導致短路等關鍵難題。」所謂枝晶，是電池在充電過程中，金屬離子在負極表面不均勻堆積，所長出的微觀樹枝狀或針狀金屬晶體。枝晶一旦刺穿隔膜，正負極直接接觸，便會內部短路，引發熱失控。
結合HTE與AI 加速研發進程
陳澤的團隊同時結合高通量實驗（HTE）平台與人工智能（AI）算法，大幅加速材料研發與優化進程。這些核心特點，令「超高安全高能量全固態鋰電池」的能量密度顯著提高，目前已實現350Wh/kg，結合無負極設計更可達510Wh/kg，而且固態電池阻燃本質帶來的高安全性，以及長循環壽命，為低空經濟與電動交通的升級提供關鍵支撐。
對國家與區域而言，推動固態電池產業化意味着可以提升能源自主性，減少對進口石油的依賴，降低地緣政治波動對能源安全的衝擊，同時幫助構建綠色能源體系，「通過『可再生能源+儲能』模式，讓能源結構轉型，實現碳中和目標。」事實上，固態電池不只是錦上添花，更是能源安全從「被動依賴」轉向「主動掌控」的關鍵一環。
