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2019诺贝尔化学奖揭晓:锂电池彻底改变了我们的生活

人间四月天 猎云网 635 0

摘要:  北京时间10月9日消息,瑞典皇家科学院今天宣布,将2019年诺贝尔化学奖授予德州大学奥斯汀分校教授John B. Goodenough,纽约州立大学宾汉姆顿分校教授M. Stanley Whittin

北京时间10月9日消息,瑞典皇家科学院今天宣布,将2019年诺贝尔化学奖授予德州大学奥斯汀分校教授John B. Goodenough,纽约州立大学宾汉姆顿分校教授M. Stanley Whittingham,以及日本名城大学教授吉野彰,以奖励他们“在发明锂电池过程中做出的贡献”。

据悉,锂电池的研发基础在1970年代的石油危机期间被构建起来。当时,Stanley Whittingham正致力于研制一种可以摆脱石油燃料的能源技术。他开始对超导体材料进行研究,并很快发现了一种极端富能的材料,利用这种材料,他将这种材料创造性的用于制作锂电池的阴极。这是使用二硫化钛制作的,在分子层面上,其内部空隙可以容纳锂离子。

电池的正极部分由金属锂制成。锂有很强的释放电子的驱动力。这就形成了一个具有巨大电势的电池,刚刚超过2伏特。然而,金属锂是活性的,电池爆炸的风险太大,在商业上并不可行。

John Goodenough预测,如果用一种金属氧化物而不是金属硫化物来制造阴极,那么电池将具有更大的电势。经过系统的研究,在1980年,他证明了嵌入锂离子的氧化钴可以产生高达4伏特的电压。这是一个重要的突破,将带来更强大的电池。

20世纪70年代初,斯坦利·惠廷汉姆(Stanley Whittingham,今年的化学奖得主)开发出第一块可工作的锂电池时,他利用锂的巨大动力释放其外部电子。20世纪70年代初,斯坦利·惠廷汉姆(Stanley Whittingham,今年的化学奖得主)开发出第一块可工作的锂电池时,他利用锂的巨大动力释放其外部电子。

以Goodenough的阴极为基础,吉野彰在1985年发明了第一个商业上可行的锂离子电池。他没有在阳极使用活性锂,而是使用石油焦,这是一种碳材料,像阴极的钴氧化物一样,可以插入锂离子。

于是,研究者获得了一种重量轻且耐用的电池,在性能衰竭之前可以充电数百次。锂离子电池的优点是,它们不是基于分解电极的化学反应,而是基于锂离子在正极和负极之间来回流动。

自1991年首次投入市场以来,锂电池被广泛用于为便携式电子设备提供电力,被用于从手机到笔记本电脑和电动汽车的所有领域,同时它也被广泛用于可再生能源,如太阳能和风能的存储,彻底改变了人们的生活。
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