2019年诺贝尔化学奖奖励锂离子电池的开发 如何“发明”锂电池的?

人民网北京10月9日电(赵竹青)2019年诺贝尔化学奖奖励锂离子电池的开发。瑞典斯德哥尔摩当地时间9日中午，瑞典皇家科学院宣布，将2019年诺贝尔化学奖授予约翰·B·古迪纳夫(John B. Goodenough)、M·斯坦利·威廷汉(M. Stanley Whittingham )、吉野彰(Akira Yoshino)。获奖原因为：“他们创造了一个可充电的世界”。

当前，锂离子电池在全球范围内用于为便携式电子设备供电，我们使用这些便携式电子设备进行通讯，工作，学习，听音乐和寻找知识。锂电池还促进了远程电动汽车的开发以及来自可再生能源(例如太阳能和风能)的能量存储。现在，这种轻巧，可充电且功能强大的电池已用于从手机到笔记本电脑和电动车的所有产品。它还可以存储来自太阳能和风能的大量能量，从而使无化石燃料社会成为可能。

三位科学家是如何共同“发明”锂电池的?

据诺贝尔奖官网介绍，锂离子电池的基础是在1970年代的石油危机期间奠定的。斯坦利·威廷汉致力于开发可能导致无化石燃料的能源技术的方法。他开始研究超导体，并发现了一种能量非常丰富的材料，他将其用于在锂电池中创建创新的阴极。它是由二硫化钛制成的，该二硫化钛在分子水平上具有可以容纳(嵌入)锂离子的空间。电池的阳极部分由金属锂制成，金属锂具有强烈的释放电子的动力。这产生了一个电池，实际上具有很大的潜力，刚好超过2伏。但是，金属锂具有反应性，电池爆炸性太大，无法使用。

约翰·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阴极，则阴极将具有更大的潜力。经过系统的搜索，他在1980年证明了嵌入了锂离子的氧化钴可以产生多达4伏的电压。这是一项重要的突破，将带来更强大的电池。

吉野彰以古迪纳夫的阴极为基础，于1985年创建了首个商业上可行的锂离子电池。他没有在阳极中使用反应性锂，而是使用了石油焦炭，这种碳材料像阴极的氧化钴一样可以嵌入锂离子中。结果是重量轻，坚固耐用的电池，在其性能下降之前可以充电数百次。锂离子电池的优点在于，它们不是基于分解电极的化学反应，而是基于锂离子在阳极和阴极之间来回流动。

总之，自从1991年首次进入市场以来，锂离子电池就彻底改变了我们的生活。诺奖官网表示，“它们奠定了无线、无化石燃料社会的基础，极大地推动了人类的发展。”