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2019诺贝尔化学奖揭晓 他们创造了“可充电”的世界

2019诺贝尔化学奖揭晓 他们创造了“可充电”的世界

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事实上,锂离子电池拿诺奖是众望所归。诺奖官方的评价写道:“They created a rechargeable world(他们创造了可充电的世界)。”

深圳商报2019年10月10日讯(记者袁斯茹)北京时间10月9日下午5时50分,2019诺贝尔化学奖揭晓——诺贝尔委员会宣布,将此奖项颁发给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),以表彰他们在发明锂离子电池方面做出的贡献。三位科学家将平分诺奖奖金。

事实上,锂离子电池拿诺奖是众望所归。诺奖官方的评价写道:“They created a rechargeable world(他们创造了可充电的世界)。”

回顾过去六七十年间的科技飞跃,有两项发明对经济和社会发展影响深远。第一项是1947年诞生于贝尔实验室的晶体管。它的出现改变了电子产品,奠定了全球经济和现代文明的基础,其发明者巴丁于1956年获得诺贝尔奖。第二项发明是锂电池。1991年索尼公司开始商业化生产锂电池,随后锂电池产品逐渐取代了依赖晶体管的笨重电子设备。

锂电池拓宽了晶体管的应用范围。如果没有锂电池,就不会有智能手机、平板电脑和笔记本电脑等。当然也不会出现苹果、三星、特斯拉等公司。但和晶体管不同的是,其发明者迟迟没有得到诺奖的垂青。

锂离子电池的基础是在1970年代“石油危机”期间奠定的。最初是使用新材料二硫化钛作为锂电池的正极。不过当时所用的负极材料部分是金属锂,电池电压超过2伏,且金属锂反应性太高,导致电池很不稳定,极易爆炸,无法广泛使用。

约翰·巴尼斯特·古迪纳夫预测,如果使用金属氧化物而不是金属硫化物制成正极,则正极将可能提供更高的电压。经过系统研究和艰苦的筛选,他在1980年证明了嵌入了锂离子的氧化钴(即钴酸锂)可以产生高达4伏的电压。

吉野彰以古迪纳夫的正极材料为基础,于1985年构建了首个商业上可行的锂离子电池。他没有在负极中使用活泼的金属锂,而是用了石油焦,这种碳材料一样可以容纳锂离子。而斯坦利·威廷汉则被称为可充电锂离子电池的创世之父,在2015年获得汤姆森路透的化学引文桂冠奖。

至此,锂离子电池具有了当时其他电池无法比拟的机理优势——锂离子电池的充放电并不依靠分解电极的化学反应,而是仅需锂离子在负极和正极之间的来回流动。在实际使用中,锂离子电池重量轻、耐用、价格相对低廉、寿命长,也有着相当巨大的优势。

此后科研界和产业界的研究者共同努力,锂离子电池终于在1991年首次进入市场,并逐步占领市场直至今天。

可以说,没有锂离子电池,就没有我们如今的移动互联。

[责任编辑:田志强]