【中玻網(wǎng)】JohnB.Goodenough（約翰·B·古迪納夫）美國物理學(xué)家，與葡萄牙研究員瑪麗亞·海倫娜·布拉加（Maria Helena Braga）一起研發(fā)出“玻璃電池”。繼古迪納夫40年前研發(fā)的鋰電池，此次的“奇跡電池”并非像現在這樣基于液體電解質(zhì)，而是基于固體，即電子穿過(guò)與堿金屬結合的玻璃。這種固態(tài)電池具有諸多優(yōu)點(diǎn)：容量大、耐冷熱、充電不再需要數小時(shí)而是幾分鐘，且固態(tài)電解質(zhì)不燃燒。

　　現年97歲高齡的古迪納夫主要了鋰離子電池的發(fā)展，是科克雷爾工程學(xué)院教授，也是電池研究屆的一個(gè)傳奇。他被稱(chēng)為鋰電池之父，創(chuàng )造出了當今流行的，在消費級電子設備和電動(dòng)汽車(chē)上廣泛使用的，可多次充電的電池。

　　一、玻璃電池時(shí)代離我們不遠了

　　“我們相信，我們的發(fā)現，解決了今天的電池存在的很多問(wèn)題，”古德伊納夫說(shuō)。古德伊納夫和他的工程師團隊相信，對新一代電池的等待可能很快就要結束了。

　　現在，古德伊納夫和他的工程師團隊，在德州州立大學(xué)奧斯汀分校研發(fā)出了第1款玻璃鋰電池。這些電池體，可以為手機和電動(dòng)汽車(chē)，提供持續時(shí)間更長(cháng)的多次充電電池。

　　鋰玻璃不僅將鋰離子的能量密度翻了三倍，他還能在幾分鐘內重新充滿(mǎn)電，可充電周期超過(guò)幾千次，在零下的較端天氣也表現優(yōu)異，并且不會(huì )像鋰電池一樣易燃。

　　研究者們證明，新的鋰玻璃電池有傳統鋰電池至少三倍多的電能。更高的電能意味著(zhù)電動(dòng)力汽車(chē)可以在充電點(diǎn)之間，行駛更多的英里數。三倍延長(cháng)電動(dòng)汽車(chē)的行駛范圍，使得電動(dòng)汽車(chē)可與汽油動(dòng)力汽車(chē)并駕齊驅?zhuān)梢詭椭@個(gè)成長(cháng)中的環(huán)保市場(chǎng)獲利。

　　二、鋰玻璃電池充電更快捷，更效率高，更安全

　　“我想我們有可能做成我們在過(guò)去二十年一直想做的事情，”古德伊納夫對《IEEE綜覽》記者說(shuō)。“也就是，造一輛在價(jià)格和方便程度上，都能與有內燃機的汽車(chē)相競爭的電動(dòng)力車(chē)。

　　“鋰玻璃電池的構想也經(jīng)受得主更多次的充放電循環(huán)，這相當于延長(cháng)了電池使用壽命，同時(shí)，充電的時(shí)間也變短了（幾分鐘而不是幾小時(shí)）。對于手機用戶(hù)，這意味著(zhù)綁在墻上插座前的時(shí)間也變少了。

　　新電池的關(guān)鍵就是使用固體玻璃電解質(zhì)，而不是鋰電池常用的液態(tài)電解質(zhì)。液態(tài)電解質(zhì)在陽(yáng)較（電池的背面）和陰較（電池的正面）之間，運輸導電的鋰離子。如果液態(tài)電池充電速度過(guò)快，會(huì )造成短路，還會(huì )起火。而固體的電解質(zhì)降低了電路板短路的風(fēng)險，成為更安全的選擇。

　　玻璃電解質(zhì)也使用了可持續的材料，“用廉價(jià)的鹽來(lái)代替鋰。而鹽可以從廣泛可得的海水中提取，“使得玻璃鋰電池成為更環(huán)保的一種電池。聯(lián)合研究者，科克雷爾學(xué)校資歷豐富研究員瑪麗亞海蓮娜布拉加說(shuō)。

　　在其他替代品（比如氫氣和硫化鋰）試驗使用的同時(shí)，鋰電子，和鋰聚合物，仍是筆記本電腦，智能手機和逐漸增加的電動(dòng)汽車(chē)使用的主流技術(shù)。

　　三、玻璃電池兩年內投放市場(chǎng)

　　新的鋰玻璃電池研究很有前景，但這項新技術(shù)仍需幾年的時(shí)間，才能被引入商業(yè)市場(chǎng)。

　　據IEEE（美國電氣電子工程師學(xué)會(huì )）主期刊《IEEE Spectrum》報道，位于加拿大的儲能有經(jīng)驗公司Hydro-Quebec正在將古迪納夫的固態(tài)電池推向市場(chǎng)。

　　該技術(shù)的專(zhuān)利權已由研究團隊所在的德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校轉讓給Hydro-Quebec。這家加拿大公司在電池儲能技術(shù)方面是大部分國家公認的先鋒。Hydro-Quebec有著(zhù)雄心勃勃的計劃：玻璃電池應該在兩年內準備好投放市場(chǎng)；然后，合作伙伴公司可以大規模生產(chǎn)電池。

　　目前，德國汽車(chē)巨頭梅賽德斯-奔馳正與Hydro-Quebec合作開(kāi)發(fā)新的電池技術(shù)。

　　四、柔性玻璃用于鈣鈦礦電池

　　美國能源材料公司（EMC）與康寧公司簽署了聯(lián)合開(kāi)發(fā)協(xié)議（JDA），計劃開(kāi)發(fā)用柔性玻璃封裝的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池。

　　根據TestPV查閱到的技術(shù)資料，EMC公司的R2R（卷對卷）工藝能夠大大提升電池封裝的生產(chǎn)效率，而康寧公司的柔性Willow玻璃具有優(yōu)異的熱機械穩定性、光學(xué)清晰度、表面質(zhì)量和優(yōu)異的阻隔性。

　　據EMC重要地位執行官Stephan DeLuca博士介紹，太陽(yáng)能電池板要求效率高率和長(cháng)壽命，康寧Willow Glass非常大地擴展了使用高速卷對卷印刷方法制造高性能鈣鈦礦太陽(yáng)能電池組件的工藝窗口，同時(shí)提供了可延長(cháng)產(chǎn)品壽命的封裝屏障。

　　康寧技術(shù)中心副總裁Dipak Q.Chowdhury博士認為，“Willow Glass是卷對卷印刷鈣鈦礦型光伏組件的獨特定制基材，高產(chǎn)量的R2R工藝與康寧Willow Glass優(yōu)異的材料性能相結合，可實(shí)現高速和高性能的光伏電池制造。”

　　如果這項合作能夠獲得成功，鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的生產(chǎn)效率將大幅提升，制造成本將大幅降低，并能推動(dòng)高性能的鈣鈦礦型太陽(yáng)能光伏技術(shù)盡快實(shí)現產(chǎn)業(yè)化，將產(chǎn)品盡早商業(yè)化推向新能源領(lǐng)域。