Economist Nov 29th 2018
「我想要解決車的問題。我希望能解決全世界高速公路上的(石油)氣體排放。我希望我能在死前看到這件事。我現在九十六歲,還有一些時間。」德州大學的John Goodenough教授呵呵笑地說出這些話;而這些字句也說明了為何他是電池界的傳奇人物。
在他開創的電化學領域,協助引領進入充電鋰電池時代將近四十年後,他仍試著馴服他那令人煩惱的創意。今日的手機、電動車中,跟Sony在1991年初次推出時的產品,擁有同樣的核心電池零件:液態電解質、由Goodenough博士開發的鋰鈷氧化物陰極(電池正極),和日本科學家吉野彰開發出的碳陽極(電池負極)。
但多年來,Goodenough博士指出的嚴重缺點仍存在。電解質很易燃。如果電池充電速度太快,陽極可能會產生樹狀結晶(metal whiskers,晶鬚),穿過液態的電解質;可能會降低電池壽命,或是造成電池短路而著火。克服這些缺點,讓電池更輕巧、強大、價格合理到足以使用在汽車上,是他的人生使命。
過去幾年中,他與他的團隊宣稱已有突破。他們開發了一種固態電池,使用鋰-玻璃電解質的電導率,與液態電解質類似。而鋰或鈉的金屬陽極不會產生樹狀結晶,者讓電池更安全,也更容易快速充電。這種電池不使用越來越難以取得的鈷,可以充電、放電達兩萬三千次,遠超過數千次的循環。
Goodenough博士特別熱衷於使用鈉陽極,因為正如他所說的,只要能接觸海洋的人,都能接觸到鈉。而鋰跟石油一樣,有一天可能會需要他稱之為「砲艦外交」的行為,以保證來源。陰極還在開發中。有一些科學家對Goodenough團隊宣稱,充放電越多次、電池容量就會越變越大的說法存疑。但Goodenough認為這些批評只是競爭對手之語,不需認真。他不是唯一個認為固態電池可在未來五至十年間成功商業量產的人,日本車廠跟Panasonic(他們也生產給特斯拉的鋰電池芯)也建立夥伴關係,打算發展固態電池。
Goodenough博士的技術,尚未獲得任何一間電池製造商的認可;他是第一位坦承,過去所謂的電池突破,其實是被誇大了的人。「當每個人都在自吹自擂時,要小心」,他如此說道。
原文
- Dec 08 Sat 2018 09:50
經濟學人 協助發明鋰電池的John Goodenough
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