諾獎得主古迪諾夫團隊開發(fā)玻璃電池

2019 年10 月9 日， 諾貝爾化學(xué)獎?wù)绞谟杳绹腆w物理學(xué)家約翰·巴尼斯特·古迪納夫（John B.Goodenough）、英裔美國化學(xué)家斯坦利·威廷漢（Stanley Whittingham） 和日本化學(xué)家吉野彰（Akira Yoshino）， 以表彰他們在鋰離子電池研發(fā)方面所做出的巨大貢獻， 同時這也恰恰反映了鋰離子電池技術(shù)對當(dāng)今世界的影響深遠。

就在不久前， 古迪諾夫教授領(lǐng)導(dǎo)的團隊提交一項以玻璃為關(guān)鍵組件的新型電池專利申請。 新型玻璃電池的存儲容量明顯增加， 有望進一步取代內(nèi)燃機，加速汽車電動化進程。

研究人員表示，通過向玻璃中注入鈉或鋰，使其在電池內(nèi)形成電極， 新電池技術(shù)的儲能能力可達到同類鋰離子電池的3 倍。 全新玻璃電池既不揮發(fā)也不易燃， 也未出現(xiàn)一直困擾鋰離子電池的鋰枝晶生長問題。 枝晶失控生長容易導(dǎo)致短路，并帶來安全隱患。 研究人員稱，如果新電極能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化，可使玻璃電池突破價格障礙，促進電動汽車推廣，重振交通運輸業(yè)。

眾所周知，鋰電池大規(guī)模應(yīng)用的其中一個障礙就是居高不下的成本。 一旦該環(huán)節(jié)被打通，將對這個高度依賴新能源電池的世界產(chǎn)生難以估量的影響。

作為德克薩斯大學(xué)奧斯汀分?？瓶死谞柟こ虒W(xué)院（Cockrell School of Engineering at the University of Texas,Austin）的名譽教授古迪納夫表示，新技術(shù)使電動汽車在成本和便利性方面可與內(nèi)燃機相競爭，并且可以用來在電網(wǎng)上存儲間歇性太陽能和風(fēng)能。

德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的研究員瑪麗亞·海倫娜·布拉加（Maria Helena Braga）說，早期測試表明，新型電池的充放電周期可能達到“數(shù)千次”，超過典型鎳錳鈷或磷酸鐵鋰電池的平均水平（1 000～2 000 次循環(huán)），而且充電時間僅需數(shù)分鐘。

此外，玻璃電極可以承受的溫度范圍更廣，通常為-20～60 ℃。專利中描述：“含有水溶劑化玻璃/非晶態(tài)固體電解質(zhì)的可充電電池，是一種安全、低成本的固定電池，能夠儲存大量電能，供電網(wǎng)使用，或為電動汽車的電池或電容器充電，因為固定電池的運行溫度范圍可以一直保持在很小的范圍內(nèi)，而且成本很低。 因為電解質(zhì)中堿性離子傳輸?shù)幕罨芎苄?，所以由便攜式可充電電池提供動力的電動汽車可以在廣泛的環(huán)境溫度下運行”。

據(jù)悉，魁北克水電局（Hydro-Québec）正致力實現(xiàn)玻璃電池的商業(yè)化，并計劃“在兩年內(nèi)將該技術(shù)應(yīng)用于一個或多個商業(yè)合作伙伴身上”。

魁北克水電局和古迪納夫團隊的合作始于1996 年，玻璃電池是他們合作的“第三代電池”。

資訊來源：IEEE SPECTRUM.2020-05-28