臺科大碩士生研究固態電池獲全額獎助赴美最大材料會議演講

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臺科大碩士生研究固態電池獲全額獎助赴美最大材料會議演講

國立臺灣科技大學機械工程系碩二吳翊慈同學，經蔡秉均助理教授指導，透過電腦建立材料的原子模型，預測固態電池材料性質。以第一原理材料計算方法，研究高安全性固態電池的界面老化問題，獲選全球材料科學領域最大的美國材料年會(Materials Research Society, MRS)以全英文進行口頭演講，是該議程唯一碩士生。同時獲得傑出人才發展基金會與國科會全額獎助，赴舊金山的機票及旅費。

臺科大機械工程系吳翊慈於舊金山美國材料學會(MRS)2023年會議。

吳翊慈向蔡秉均老師學習第一原理材料計算，透過電腦計算，探討固態電池中正極與電解質的界面穩定性能，成功釐清其中的界面老化因素，除了運用電腦計算，節省操作實驗的時間和成本，更達到先進實驗技術難以達成的界面穩定性預測與量化能力。吳翊慈在4月的美國舊金山材料年會，向全球鋰電池專家發表研究成果，是五天固態電池議程中66位講者中唯一碩士生。

臺科大蔡秉均教授(中)指導吳翊慈同學(左)與楊景森同學(右)以第一原理計算固態電池界面性質。

美國材料年會創建於1973年，每年吸引約6千多名來自世界各國教授、研究員、企業研發人員、博士生等參與，是發表最先進材料研發成果的國際舞台。可以進行口頭演講的幾乎為國際名校教授、高影響力研究員、以及國際名校博士生。而國內研究生參與國際研討會，大多受國科會補助，極少數研究生獲得傑出人才發展基金會獎助，吳翊慈同學以碩士研究演講並獲獎助，實在難能可貴。

電池的主要組成為正極、負極和電解質，固態電池使用的是固態電解質；傳統商用鋰離子電池使用液態電解質，存在安全問題，因為液態電解質成分為易燃有機溶劑，容易導致電池在高溫或碰撞下可能燃燒起火。而固態電池卻有低電容量、低倍率性能、低循環壽命等情況，源於固態電池中各界面間的不穩定，如：電解質／正極、電解質／電解質、和電解質／負極的化學、電化學副反應等。

第一原理計算解析固態電池中界面老化。

她進一步解釋，透過電腦計算，達到傳統鑑定技術難以達成的材料性質分析。發現造成大部分界面不穩定性因素，主要來自化學、電化學副反應的影響，以及在任何充電狀態下，都無法保持穩定性的界面。材料計算能提供實驗開發和設計各種穩定的固-固界面，更能篩選出改善電解質與正極界面副反應的改質材料。她赴美演講發表的成果，目前已準備發表於國際期刊論文，同時正透過實驗，驗證計算界面化學反應的結果，進行計算與實驗間相互比對。

吳翊慈在大四下學期就提早加入蔡秉均老師的研究團隊，共同執行由前瞻基礎建設計畫支持的「高容量高安全性全固態鋰金屬電池」計畫。蔡秉均老師培育實驗室裡每位成員，都能在國際上發表成果，因此她也一直積極往國際發表方向準備。她不僅獲得國際專業肯定，更對國內研究生產生同儕激勵的正向效果。在5月中同蔡秉均老師研究團隊的碩二曾啟恩同學，剛獲選美國化學年會全英口頭演講，將於今年8月前往美國公開演講，他們二位是臺科大與國科會共同培育國內未來頂尖研發人才成功案例。

臺科大蔡秉均教授(中)指導吳翊慈(左)外，碩二曾啟恩(右)亦獲選美國化學年會(ACS)全英口頭演講，將於今年8月前往美國公開演講。