全固態(tài)電池

電池行業(yè)多年來沒有太大的發(fā)展。智能手機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)，電動(dòng)汽車越來越受歡迎，但鋰離子電池的容量有限，這意味著電池壽命和電動(dòng)汽車的范圍仍然是一個(gè)兩難的選擇。類正在等待一個(gè)新技能來保存它們。

你可能會(huì)想到石墨烯，或者氫燃料動(dòng)力電池?不是這樣的。目前，另一種被稱為全固態(tài)電池的技術(shù)可以更快地拯救電池行業(yè)。德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的科克雷爾工程學(xué)院今天宣布，他們的研究團(tuán)隊(duì)在全固態(tài)電池技術(shù)方面取得了重大突破:他們開發(fā)出了一種低成本、不燃燒、全固態(tài)的電池，這種電池在能量密度、充放電效率方面表現(xiàn)優(yōu)異。據(jù)該大學(xué)稱，實(shí)驗(yàn)室測試的新電池的能量密度是現(xiàn)有鋰離子電池的三倍。

這一次，鋰離子電池的發(fā)明者之一、現(xiàn)年94歲的約翰古德納(JohnGoodenough)在電池行業(yè)取得了重大突破，他和他的合作伙伴瑪麗亞布拉加(mariabraga)領(lǐng)導(dǎo)著這個(gè)團(tuán)隊(duì)。古德諾夫教授在1979年發(fā)現(xiàn)，鋰鈷氧化物可以用作電極，顯著提高鋰離子電池的能量密度，這成為鋰離子電池行業(yè)的基礎(chǔ)。他于1986年加入德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校，此后一直從事教學(xué)和研究工作。

今天，大多數(shù)電池是液態(tài)的(電解質(zhì))。然而,仍然有缺陷的使用液體電池,如包腫脹的現(xiàn)象,經(jīng)過多次指控,如低的現(xiàn)象,假如沒有嚴(yán)格按照額外的電壓和電流充電,電解液會(huì)發(fā)生metal-whiskers現(xiàn)象,導(dǎo)致電池的短路甚至火災(zāi)爆炸。

根據(jù)含義，固態(tài)電池使用固體電解質(zhì)。古德諾夫團(tuán)隊(duì)的技術(shù)核心是一種由堿金屬(重要是鈉和鋰)制成的玻璃狀固體電解質(zhì)。在實(shí)驗(yàn)室里,新電池顯示最小損失1后,200年收費(fèi)周期,環(huán)境耐受性高,并且可以從60到工作溫度在零下20攝氏度,假如使用手機(jī),iPhone可能不會(huì)再有機(jī)會(huì)關(guān)閉本身在冬天,對吧?

但就目前而言，新電池的第一種前景仍將是電動(dòng)汽車和工業(yè)級儲(chǔ)能設(shè)備。為了普及電動(dòng)汽車，電池的成本、安全性、能量密度、充電效率和循環(huán)壽命都是非常重要的。我們相信，這項(xiàng)新發(fā)現(xiàn)將解決電池當(dāng)時(shí)無法解決的許多問題。Gudnov先生說。

專利授權(quán)部技能商業(yè)化項(xiàng)目主任LesNichols告訴PingWest，這個(gè)完全由大學(xué)團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的新電池已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行了測試，并準(zhǔn)備好進(jìn)行原型開發(fā)。

事實(shí)上，固態(tài)電池技術(shù)早已誕生，但在過去由于大批量生產(chǎn)成本高，一直被業(yè)界所放置。同樣，古德諾夫先生的新突破還沒有準(zhǔn)備好投入生產(chǎn)，剩下的問題留給了大學(xué)和工業(yè)界去解決。好消息是，該校目前正在申請專利，并計(jì)劃將這些技能授權(quán)給電池制造商。Nichols估計(jì)新型固態(tài)電池將在18到24個(gè)月內(nèi)問世。第一個(gè)推向市場的產(chǎn)品可能是紐扣電池，更多的很快就會(huì)上市。

在消費(fèi)電子行業(yè)，蘋果在2015年申請了自己的全固態(tài)電池專利;在汽車和電力領(lǐng)域，豐田、大眾和博世都在研究固態(tài)電池?？磥恚谌剂蟿?dòng)力電池的尺寸小到足以使石墨烯電池可行之前，全固態(tài)電池應(yīng)該是電池行業(yè)唯一的希望。