電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
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鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
4月8日消息，鋰離子電池之父、2019年諾貝爾化學獎得主約翰·古迪納夫（JohnGoodenough）近日透露，已研制出鈉-玻璃電池，其儲能力是當前鋰離子電池的3倍。
論文和專利中解析，鈉-玻璃電池使用了摻雜鈉或鋰等堿金屬的玻璃作為電解質（充放電時，離子穿過陽極和陰極的介質），其儲能力是當前鋰離子電池的3倍，而且用于配置電動車后，可以分分鐘滿電，不再需要以小時計。新電池還具備安全、長壽命、成本低的特點，不再需要嚴格依靠鋰來開發。
據國際IT專業雜志PCWorld報道，古迪納夫這一里程碑式的研究于近日發表在《能源與環境科學》（Energy&EnvrionmentalScience）上。
古迪納夫是費米獎得主，對材料科學與技術，特別是鋰電池范疇做出了緊要貢獻。他既是鈷酸鋰、錳酸鋰和磷酸鐵鋰陽極材料的發明人，還發現鈷酸鋰材料可用作鋰電池陰極，加快了鋰電池的商業化，對全球經濟萌生了緊要影響。
此次，古迪納夫與瑪麗亞·海倫娜·布拉加（MariaHelenaBraga）合作開發出一款電池，使用固態玻璃作為電解質。據知道，此款電池具有許多優勢，如不易燃燒、體積能量密度高、循環壽命長、充放電速度快等。
研究人員表示，固態電池能夠處理包括安全性在內的許多問題。例如，去年年底韓國三星集團因電池起火爆炸而被迫召回其加工的三星GalaxyNote7手機。調查顯示，在三星GalaxyNote7手機電池事故中，主要是因為短路引起電池溫度過熱，或者電池爆炸。據電腦世界報道，電池短路的原由之一是被稱為“樹突（或樹枝）”的金屬晶須自發地形成，并穿透隔離電池陰極和陽極的電解質屏障。
約翰·古迪納夫和瑪麗亞·海倫娜·布拉加聲稱，使用玻璃電解質的固態電池能夠戒備這些造成短路的金屬晶須的形成。
依據實驗發現，固態電池的能量密度接近傳統鋰電池的3倍。這也就意味著，理論上，在相同體積的情況下，固態電池上能夠存儲相當于鋰電池3倍的電量。同時，研究人員還表示，固態電池能充、放電超過1200個周期，還能在零下4華氏度（相當于零下15.6攝氏度）的環境中正常使用。
約翰·古迪納夫和瑪麗亞·海倫娜·布拉加教授先前研發出的非晶固態電解質。
據悉，約翰·古迪納夫和瑪麗亞·海倫娜·布拉加目前正在持續推進他們的固態電池研究，并且還準備申請專利。他們表示，使用鈉元素制作的固態玻璃電解質，會比鋰電池使用的鋰元素更加利于環保，也能夠簡化制造過程。所以計劃近期與電池制造商合作，開發和探測為電動車和能源存儲裝置提供的新型電池。
有分解認為，固態電池投入市場以后將給電動車行業帶來巨大變革。因為更高的能量密度意味著，一輛電動車一次充電后的續航里程將被大幅提高。除此之外，該新款固態電池中的電解質在低溫環境中依然具有很高的導電性，因此可以確保電動車在零度以下的天氣中依然能正常工作。
古迪納夫向《麻省理工科技評論》表示，他們正在準備給這款新型固態電池申請專利，并計劃與電池加工廠商合作，開發和探測為電動車和能源存儲裝置提供的新型電池。
“最終產品的開發會與電池加工商合作完成，我才不想做產品研發，也不想做生意，畢竟我已經94歲了，要那些錢也沒什么用。”古迪納夫說道。
約翰·古迪納夫在1922年7月25日于德國出生，是美國德州大學奧斯汀分校機械工程系教授、固體物理學家，鈷酸鋰、錳酸鋰和磷酸鐵鋰正極材料的發明人，鋰電池的奠基人之一。
年過九旬的他依然奮斗在科研一線，致力于研發高密度、高安全性的固態電池，處理人類的潛在能源問題。
古迪納夫如今是德克薩斯大學奧斯汀分校的教授，上周，他首次透露，鈉-玻璃電池已研制成型。
論文和專利中解析，鈉-玻璃電池使用了摻雜鈉或鋰等堿金屬的玻璃作為電解質（充放電時，離子穿過陽極和陰極的介質），其儲能力是當前鋰離子電池的3倍，而且用于配置電動車后，可以分分鐘滿電，不再需要以小時計。
據悉，新電池還具備安全、長壽命、成本低的特點，不再需要嚴格依靠鋰來開發。
鈉-玻璃電池獲得進一步驗證后將投入商用，鋰離子電池之父能用新創造來取代他曾經給帶來的巨大貢獻嗎，拭目以待。
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