テキサス大学の研究者は、現在のリチウムイオン電池の5倍の電力を蓄えることのできる最初の全固体電池を開発しました。
この研究をリードするのは、オースティンのテキサス大学のCockrell School of Engineeringの教授であり、リチウムイオン電池の共同発明者であるJohn Goodenoughです。 Goodenoughは、家庭、ボート、全電気自動車用のエネルギーを蓄える能力を備えた画期的な低コストのバッテリーを創出するために、マリア・ヘレナ・ブラガ（物理学者で物理学者でありコークレル工科大学の研究員）と提携しました。優先。
元のリチウムイオン電池は1980で製造され、負に帯電した電池の陽極端から正に帯電した陰極端に移動するリチウムイオンの容器として働く液体電解質を使用しています。 液体電解質はバッテリ寿命を制限し、樹状突起が形成され、バッテリが短絡した場合に火災または爆発を引き起こす可能性がある。 Goodenoughの新しい電池は、効率を改善し、電池寿命を延長し、樹状突起の形成を阻止する固体ガラス電解質を使用しています。
37が元のリチウムイオン電池に長年頼った後、この分野の多くの科学者はGoodenoughの新しい発見に懐疑的です。 一部の科学者は、それが熱力学の最初の法則に違反していると信じている。 プリンストンの機械工学の教授であるダン・ステインガート（Dan Steingart）は、 言う, 「化学と熱力学について理解していることはすべて、これは不可能だ」と述べている。Goodenough氏は疑問を抱いて、「懐疑的な人は電極/電解質ヘテロ接合の性質を理解していない。
大学ネットワークはGoodenoughと話し、彼のアイデアの起源、バッテリーの環境上の利点、そして懐疑的な主張の妥当性に言及しました。
TUN： この製品のアイデアはどこで/どこで起こったのですか？ これは、リチウムイオン電池の発明以来、あなたが念頭に置いていたものですか？
Goodenough： あなたの携帯電話のリチウムイオン電池は、液体電解質に悩まされています。 それは（a）可燃性であり、安全性の懸念を生じさせる、（b） （c）4.3 Vより大きいリチウム対カソード電圧で酸化され、（d）充電が速すぎると炭素アノード上のリチウムをめっきし、そしてめっき液体電解質からの金属リチウムの放出は、電解質を横切ってカソードに繰り返し帯電して成長するリチウムウィスカー（樹状突起）を生じさせ、電解液の熱暴走および発火を引き起こす内部短絡を生じる。 この問題に対する解決策は、金属リチウムがデンドライトフリーでメッキされ、金属リチウムとの接触で還元されない固体電解質を見出すことである。 しかし、伝統的なポリマーおよびセラミック電解質は、液体電解質と競合するにはあまりにも低いアルカリ - カチオン伝導度を有する。 最初の課題は、液体、ポリマー、および/または固体電解質からデンドライトを含まない金属リチウムアノードをめっきする方法を見つけることでした。 ポルトガルのポルトのマリア・ヘレナ・ブラガ教授が、彼女が準備した素晴らしいガラスを私に持ってきたとき、私はその問題をちょうど解決しました。 彼女のガラスは、液体電解質とほぼ同じ速さの室温アルカリ陽イオンで輸送されるだけでなく、電気双極子の存在を示す高い誘電率も含む。 デンドライトを含まないリチウムアノードは、数千回の充放電サイクルの間、可逆的にめっき/剥離が可能であることをすぐに示しました。 我々はまた、アノードから3 Vのような高い電圧を有する銅カソード電流コレクタに可逆的にプレートすることができることを示した。
TUN： 新しいバッテリーの環境上の利点についてさらに説明できますか？ このバッテリーは、私たちが持続可能性の目標にどれほど近づくことができましたか？
Goodenough： この技術を使用した商用電池は、その技術をライセンス供与しようとする電池会社によって開発される必要があります。 実用的な製品は3年の間に市場に出回ることができると考えていますが、開発は業界ごとに行われる必要があります。 私たちが達成できると考えている私たちの最初の目標は、内燃機関によって動力を与えられる車両と競合する性能、コスト、および利便性を備えた全電気自動車に電力を供給できるバッテリーです。 この開発は、都市を窒息させ、地球温暖化に寄与する分布した大気汚染を取り除くだろう。 さらに、これらのバッテリは、風車や太陽電池によって発電された電力を貯蔵することができ、エネルギーのための化石燃料への持続不可能な依存を大幅に削減することができます。
TUN： 完成品があり、目に見える結果があれば、懐疑派の主張には妥当性はありますか？
Goodenough： 懐疑的者は、電極/電解質ヘテロ接合の特性を理解していないが、カソード電流コレクタ上のめっきされたリチウムの厚さが制限され、大きなエネルギー密度のカソードが広い表面積小さな音量で しかし、我々は、5 Vまでのセル電圧を提供する能力および長い充放電を提供する能力を有する酸化物ホスト中に従来の可逆的な陽イオンの可逆的挿入を使用する高電圧セルを実証（まだ発表されていない）サイクル寿命。
