得克薩斯大學奧斯汀分校科克雷爾工程學院教授，鋰電池的發(fā)明人之一，94歲的JohnGoodenough帶領的工程師團隊研制出了首個全固態(tài)電池。這種更安全、充電更快、使用壽命更長的充電電池將為智能手機、電動汽車和能源存儲站提供新的選擇。

　　JohnGoodenough，鋰電池的發(fā)明人之一，在他的電池材料實驗室里來源：科克雷爾工程學院

　　Goodenough，跟科克雷爾學院高級研究員MariaHelenaBraga共同實現(xiàn)了這項突破。他們研制的低成本全固態(tài)電池優(yōu)點在于：不僅沒有燃燒風險，而且使用壽命長，體積能量密度高，充放電速度快。這項研究成果發(fā)表在《能量和環(huán)境》期刊上。

　　“成本、安全性、能量密度、充放電速率和使用壽命是決定電動汽車能否被公眾接納的重要因素。我們相信這項成果解決了今天電池面臨的很多問題?！盙oodenough說。

　　研究人員的演示表明這種新電池的能量密度是當今鋰電池的三倍。對電動汽車而言，電池的能量密度決定了它的行駛里程，電池的能量密度越高，每次充電后汽車就能跑得越遠。這種新電池的配方還增加電池的充放電次數(shù)，進而延長了電池的使用壽命。另外，新電池的充電速度更快（幾分鐘之內，不再是以往的幾個小時）。

　　當今的鋰電池用的是液體電解質將鋰離子從陽極（電池的負極）傳遞到陰極（電池的正極）。如果電池充電過快，電池中會形成枝晶，也叫“金屬晶須”，并穿透液體電解質形成短路，可能導致爆炸或火災。摒棄液體電解質后，研究人員使用了一種玻璃電解質，后者允許研究人員用堿金屬做電極，并且不會有枝晶的形成。

　　在傳統(tǒng)電池中，堿金屬（鋰、鈉、鉀）是不能用作電極的。但在全固態(tài)電池里，堿金屬電極增加了陰極的能量密度，還延長了電池的使用壽命。研究人員在實驗室中觀察到這種電池在保持低槽電阻的情況下能充放電1200余次。

　　另外，因為固態(tài)電池的電解質在零下20攝氏度下還能保持較高的電導率，使用這種電池的汽車在零度以下的環(huán)境中仍然可以正常運行。這種全固態(tài)電池在零下60攝氏度下也能工作。

　　科克雷爾學院高級研究員Braga在葡萄牙波爾圖大學時開始研制固態(tài)電解質電池。兩年前，她開始跟Goodenough教授、奧斯汀德州大學研究員AndrewJ.Murchison合作進行這一課題。Braga還透露，正是Goodenough教授對固態(tài)玻璃電解質的組成和性質的理解讓它得以應用到電池中，這項技術已被奧斯汀德州大學技術商業(yè)化辦公室申請了專利保護。

　　這種玻璃電解質允許研究人員將堿金屬電鍍到陽極和陰極上，不用擔心枝晶的形成，同時也簡化了電池制造過程。

　　這種電池另一個優(yōu)點是，制造材料不會影響環(huán)境?！安Ａщ娊赓|可以用鈉替代鋰，而鈉廣泛分布在海水中，很容易獲得。”Braga說。

　　Goodenough教授和Graga還在繼續(xù)進行電池研究，并申請相關專利。下一步，他們希望與電池制造商合作，開發(fā)和測試為電動汽車和能源存儲裝置提供的新型電池。