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诺奖得主古迪诺夫团队开发玻璃电池

2019 年10 月9 日， 诺贝尔化学奖正式授予美国固体物理学家约翰·巴尼斯特·古迪纳夫（John B.Goodenough）、英裔美国化学家斯坦利·威廷汉（Stanley Whittingham） 和日本化学家吉野彰（Akira Yoshino）， 以表彰他们在锂离子电池研发方面所做出的巨大贡献， 同时这也恰恰反映了锂离子电池技术对当今世界的影响深远。

就在不久前， 古迪诺夫教授领导的团队提交一项以玻璃为关键组件的新型电池专利申请。 新型玻璃电池的存储容量明显增加， 有望进一步取代内燃机，加速汽车电动化进程。

研究人员表示，通过向玻璃中注入钠或锂，使其在电池内形成电极， 新电池技术的储能能力可达到同类锂离子电池的3 倍。 全新玻璃电池既不挥发也不易燃， 也未出现一直困扰锂离子电池的锂枝晶生长问题。 枝晶失控生长容易导致短路，并带来安全隐患。 研究人员称，如果新电极能够实现商业化，可使玻璃电池突破价格障碍，促进电动汽车推广，重振交通运输业。

众所周知，锂电池大规模应用的其中一个障碍就是居高不下的成本。 一旦该环节被打通，将对这个高度依赖新能源电池的世界产生难以估量的影响。

作为德克萨斯大学奥斯汀分校科克雷尔工程学院（Cockrell School of Engineering at the University of Texas,Austin）的名誉教授古迪纳夫表示，新技术使电动汽车在成本和便利性方面可与内燃机相竞争，并且可以用来在电网上存储间歇性太阳能和风能。

德克萨斯大学奥斯汀分校的研究员玛丽亚·海伦娜·布拉加（Maria Helena Braga）说，早期测试表明，新型电池的充放电周期可能达到“数千次”，超过典型镍锰钴或磷酸铁锂电池的平均水平（1 000～2 000 次循环），而且充电时间仅需数分钟。

此外，玻璃电极可以承受的温度范围更广，通常为-20～60 ℃。专利中描述：“含有水溶剂化玻璃/非晶态固体电解质的可充电电池，是一种安全、低成本的固定电池，能够储存大量电能，供电网使用，或为电动汽车的电池或电容器充电，因为固定电池的运行温度范围可以一直保持在很小的范围内，而且成本很低。 因为电解质中碱性离子传输的活化能很小，所以由便携式可充电电池提供动力的电动汽车可以在广泛的环境温度下运行”。

据悉，魁北克水电局（Hydro-Québec）正致力实现玻璃电池的商业化，并计划“在两年内将该技术应用于一个或多个商业合作伙伴身上”。

魁北克水电局和古迪纳夫团队的合作始于1996 年，玻璃电池是他们合作的“第三代电池”。

资讯来源：IEEE SPECTRUM.2020-05-28