94歲高齡「鋰電之父」再出手:發明新「全固態電芯」讓冬天手機不再關機

94歲高齡「鋰電之父」再出手:發明新「全固態電芯」讓冬天手機不再關機

電池業已經多年沒有長足進步了。智慧手機技術日新月異,電動汽車越來越流行,但受制於鋰電池有限的容量,手機的續航和電動汽車的里程仍然是擺在人們面前的尷尬問題。你可能想到了石墨烯,或者氫燃料電池?就目前來看,另一種名為全固態電池 (all-solid-state battery) 的技術會更快地解救電池。

德州大學的科克雷爾工程學院宣佈,該校的研究團隊在全固態電芯技術上取得了重要的突破:他們發明了一種低成本、非燃燒,在能量密度、充放效率等指標上十分卓越的全固態電池。據該校稱,在實驗室測試中新電池的能量密度達到了現有鋰離子電池的三倍之多!論文在此

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全固態電池結構示意

這次,鋰離子電池的共同發明者,已經 94 歲高齡的約翰·古德諾夫 (John Goodenough) 老先生再度出山,這個團隊由他和同事瑪利亞·布拉加共同領導。古德諾夫教授 1979 年發現將鈷酸鋰用作電極,可以顯著提升鋰電池的能量密度,他的諸多發現成為了後來鋰電池工業的奠基。

目前,絕大多數的電池都屬於液態電池(電解液)。但液態電池使用起來仍有缺陷,比如出現漲包現象、多次充放後電量降低等現象,而且若不嚴格按照額定電壓電流充電的話,將可能導致電池短路甚至起火爆炸。

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古德諾夫在學校實驗室

而固態電池顧名思義,採用的是固態電解質。古德諾夫團隊的核心科技是一種採用鹼金屬(主要是納和鋰)製成的玻璃狀固態電解質。在實驗室中,新電池能在 1200 個充放循環之後只出現極小的損耗,環境容忍度也很好,能夠在 60℃ 到零下 20℃ 的溫度下工作——如果用到手機上,iPhone 大概再也不會在冬天自動關機了吧?

但目前來看,新電芯最先應用的應該還是電動汽車和工業級儲能裝置。「想要普及電動汽車,電池的成本、安全、能量密度、充放效率和循環壽命十分重要。我們相信,這個新發現將解決很多當前電池無法解決的問題。」古德諾夫說。

其實,固態電池技術早已誕生,但在過去因為大量生產的成本太高,一直被擱置。同樣,古德諾夫的新突破還未達到實際投產的程度,剩下的難題則需要該校和工業界共同攻克。好消息是,該校已經在申請專利,並計劃將技術授權給電池生產商。尼克爾斯估計在 18-24 個月之內,人們就能用新的全固態電池。最先問市的產品形態可能是紐扣電池,不久後則會有更多的形態。

 

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我是大小姐
1.  我是大小姐 (發表於 2017年3月14日 01:34)

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