廣泛應用的鋰離子電池正面臨性能瓶頸，理大的突破性技術有望克服此一障礙，同時降低成本，尤為適用於快速增長的電動車市場

在未來社會，電池的角色至關重要。隨着流動裝置成為日常生活不可或缺的一部分，我們正逐步轉向以可再生能源驅動，包括從個人數碼產品到電動車等各類設備。由理大應用生物及化學科技學系軟材料及器件講座教授鄭子劍帶領的研究團隊，正引領這場能源變革。他們正推動一項突破性材料技術的產業化，目標是降低目前廣泛使用的鋰離子電池成本，並提升其性能。

團隊的研發工作正值關鍵時刻。據國際管理顧問公司麥肯錫預測，到2030年，全球鋰離子電池需求將激增近七倍。與此同時，整個電池產業鏈的收入預計將迎來爆發式增長，從2022年的850億美元飆升至2030年的4,000億美元以上，其中活性材料與電池製造將佔據最大收入份額。

新能源與新材料的創新突破

傳統鋰離子電池採用薄銅箔或鋁箔作為「集流體」，於充放電過程中實現導電。降低集流體的重量與厚度，是縮小電池體積、提升電池能量密度的有效途徑。然而，這一方法已達到金屬的機械極限，不僅導致製造成本上升，亦使電池更易損壞。

鄭子劍教授領導的「下一代動力儲能電池複合集流體」項目，研發出一種由碳納米管製成的超薄、超輕、柔韌且堅固的導電複合薄膜，以取代金屬材料。與金屬材料相比，這種複合薄膜重量減輕80%至85%、厚度減少65%至80%，成本降低40%至60%。同時，其導電與導熱性能更佳，化學及電化學穩定性更高，並能與多種電極材料兼容。藉助這種複合集流體，電池的質量能量密度可提升20%至25%，體積能量密度提高9%至12%。

全球其他研究團隊乃至部分企業亦在開發類似的複合集流體技術。「不過，他們採用的是聚合物及聚合物薄膜，而我們使用的是碳納米管，材料特性截然不同。我們的電池可適用於多種場景，且充電後續航里程更長，這一優勢使其尤其適合電動車領域。」鄭子劍教授介紹道。

此外，這種複合集流體於儲能領域亦具顯著優勢。「許多電池應用於城市環境，例如建築物內部或公共空間。在如香港這般人口稠密的城市，體積更小、重量更輕的電池是更經濟、更高效的解決方案。」他補充道。

「產學研1+計劃」簽署儀式

即將走進生活的電動車新科技

該項目為理大首批獲得「產學研1+計劃」資助的兩個項目之一，該計劃旨在展示香港本地高校科研成果轉化與產業化的潛力。鄭子劍教授解釋：「在此計劃框架下，研究團隊可獲得至少70%的知識產權收益，相較其他國家通常低於50%的比例，這對科研人員創業具有極強的激勵作用。」

 

此一政策為科研人員推動成果商品化提供了強大動力，有助於打通學術研究與實際應用之間的壁壘。鄭子劍教授信心十足地表示，其團隊可於兩年內將實驗室技術推進至試點測試階段，並計劃於2027年前後開始在內地市場實現量產。

目前，鄭子劍教授已創辦初創公司MatraVolt Limited，專注於技術融資；同時，理大已於去年11月與內地高端智能電動車製造商上海蔚來汽車有限公司（簡稱蔚來汽車）簽署合作備忘錄。現階段，蔚來汽車正與理大研究團隊合作，開展電池新材料測試，並提供專業技術反饋。

他認為，新材料與新能源領域將催生全新經濟機遇，助力香港打造創新綠色科技樞紐，這與國家「新質生產力」發展方向高度契合。

「香港理工大學致力推動高校科研成果與內地產業鏈、市場深度融合，為新能源技術發展貢獻力量。」他強調。

鄭子劍教授
• 香港理工大學大亞灣技術創新研究院院長
• 智慧可穿戴系統研究院副院長
• 材料與器件中心實驗室副主任
• 應用生物及化學科技學系軟材料及器件講座教授  
 

理大與上海蔚來汽車簽署合作備忘錄，推進新電池的研發。