約翰·古迪納夫 (John Goodenough) 被認(rèn)為是鋰電池的發(fā)明人之一，他領(lǐng)導(dǎo)的來(lái)自德克薩斯大學(xué)奧斯汀分�？瓶死谞柟こ虒W(xué)院 (Cockrell School of Engineering) 的研究團(tuán)隊(duì)，最近剛剛發(fā)布了一項(xiàng)新的研究成果。這項(xiàng)研究成果被描述為固態(tài)電池領(lǐng)域一項(xiàng)新的“突破”。

“突破”一類的詞匯在電池領(lǐng)域出現(xiàn)，通常會(huì)讓人感到有些過(guò)于夸張。但約翰·古迪納夫領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行的這項(xiàng)研究成果，完全算得上是電池領(lǐng)域的一項(xiàng)重大“突破”。

通常認(rèn)為，固態(tài)電池的安全性能遠(yuǎn)高于普通的鋰離子電池，而且固態(tài)電池還具有更高的能量密度潛力。但截至目前，還沒(méi)有任何公司具備在一個(gè)有吸引力的價(jià)格點(diǎn)上大批量生產(chǎn)固態(tài)電池的能力。

現(xiàn)在，已經(jīng)有幾家企業(yè)開(kāi)始在固態(tài)電池領(lǐng)域投資并準(zhǔn)備向市場(chǎng)提供產(chǎn)品，其中就包括 Dyson 公司。此前，Dyson 公司斥資 9,000 萬(wàn)美元 (約合人民幣 6.1 億) 收購(gòu)了來(lái)自美國(guó)密歇根州的固態(tài)電池初創(chuàng)企業(yè) Sakti3 公司，并計(jì)劃再投資 10 億美元 (約合人民幣 68 億) 來(lái)建造一座具有行業(yè)影響力的固體電池制造工廠。另外，博世 (Bosch) 公司也計(jì)劃在該技術(shù)領(lǐng)域投資。據(jù)了解，博世公司計(jì)劃生產(chǎn)功率為 50Kwh 的固態(tài)電池組 (可以保證一輛緊湊型電動(dòng)車的續(xù)航里程 (參配、圖片、詢價(jià)) 達(dá)到 200 英里或 320 公里以上)，而電池組自身重量可以低于 200 千克。

但需要再次強(qiáng)調(diào)的是，價(jià)格成本和壽命周期依然是固態(tài)電池技術(shù)面臨的瓶頸問(wèn)題。

作為一位 94 歲高齡的科研工作者，約翰·古迪納夫正在與另一位高級(jí)研究員瑪麗亞·海倫娜·布拉加 (Maria Helena Braga) 合作開(kāi)展研究。兩位研究者最近在科技期刊《能源與環(huán)境科學(xué)》上發(fā)表文章稱，他們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了部分可以解決固體電池技術(shù)瓶頸問(wèn)題的方法。

對(duì)于自己的最新發(fā)現(xiàn)，約翰·古迪納夫表示：“成本、安全性能、能量密度、充放電比率以及電池循環(huán)壽命，都是電動(dòng)車發(fā)展中備受關(guān)注的制約因素。我們相信自己的發(fā)現(xiàn)，可以解決電池領(lǐng)域目前存在的許多固有問(wèn)題”。

事實(shí)上，約翰·古迪納夫的研究團(tuán)隊(duì)成功研制了一種使用玻璃態(tài)電解質(zhì)的固態(tài)電池，而且這種新電池可以使用堿金屬作為陽(yáng)極。據(jù)了解，這些新材料可以克服快速充電時(shí)電池電解液出現(xiàn)枝晶生長(zhǎng)的問(wèn)題。

這項(xiàng)新發(fā)明同樣也能夠有效降低固態(tài)電池大規(guī)模生產(chǎn)過(guò)程中的成本。

對(duì)于新研制的電解質(zhì)，另一位研究者布拉加則表示：“這種玻璃態(tài)電解質(zhì)可以允許電池采用價(jià)格成本較低的金屬鈉來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬鋰。金屬鈉通常從海水中提煉得到，具有非常廣泛的應(yīng)用前景”。

兩位研究者還對(duì)這款采用新技術(shù)制備的原型固態(tài)電池給予了高度評(píng)價(jià)。與傳統(tǒng)鋰電池相比，這種新型固態(tài)電池具備“三倍以上的能量密度”，循環(huán)周期 1200 次以上仍具有較低的電阻。此外，這種電池還可以在“零上 20 攝氏度至零下 60 攝氏度”的環(huán)境溫度下正常工作。

目前，德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的技術(shù)商業(yè)化辦公室正在為這項(xiàng)新技術(shù)申請(qǐng)專利。而古迪納夫和布拉加也正在為實(shí)現(xiàn)下一個(gè)目標(biāo)繼續(xù)開(kāi)展工作。兩位研究者準(zhǔn)備盡快實(shí)現(xiàn)這種電池在電動(dòng)車和固定式能源存儲(chǔ)系統(tǒng)中的實(shí)踐化應(yīng)用。