电池行业已经多年没有长足进步了。智能手机技术日新月异,电动汽车越来越流行,但受制于锂电池有限的容量,手机的续航和电动汽车的里程仍然是摆在人们面前的尴尬问题。行业在等待一项全新的技术解救他们。
你可能想到了石墨烯,或者氢燃料电池?并非如此,就目前来看,另一种名为全固态电池 (all-solid-state battery) 的技术会更快地解救电池工业。得克萨斯大学奥斯丁分校的科克雷尔工程学院今天宣布,该校的研究团队在全固态电芯技术上取得了重要的突破:他们发明了一种低成本、非燃烧,在能量密度、充放效率等指标上十分卓越的全固态电池。据该校称,在实验室测试中新电池的能量密度达到了现有锂离子电池的三倍之多!(论文在此)
全固态电池结构示意
这次,锂离子电池的共同发明者,已经 94 岁高龄的约翰·古德诺夫 (John Goodenough)老先生再度出山,为电池行业贡献了重大突破,这个团队由他和同事玛利亚·布拉加共同领导。古德诺夫教授 1979 年发现将钴酸锂用作电极,可以显著提升锂电池的能量密度,他的诸多发现成为了后来锂电池工业的奠基。他于 1986 年加入得克萨斯大学奥斯丁分校,任教和进行科研至今。
目前,绝大多数的电池都属于液态电池(电解液)。但液态电池使用起来仍有缺陷,比如出现涨包现象、多次充放后电量降低等现象,而且若不严格按照额定电压电流充电的话,电解液会发生“金属晶须”(metal-whiskers) 现象,导致电池短路甚至起火爆炸。