鋰離子電池研發為什么能獲諾獎？

2021-03-04 ryder

2019年諾貝爾獎獲得者公布，日本學者吉野彰及另兩位英美學者因為對研發鋰電池貢獻卓著，共同榮獲2019年諾貝爾化學獎。今天，筆者跟大家一起聊聊"鋰離子電池"的前世今生以及為甚么能獲得諾貝爾化學獎。

鋰離子電池的前世今生

鋰離子電池的誕生要從發現"鋰"元素開始，1817年，瑞典化學家化學首次將鋰從一個瑞典小島的礦石樣本中提取出來。鋰這個名稱還是從希臘語中的石頭、石子中獲得的靈感從而命名，雖然聽起來很"重"，實際上"鋰"是目前已知的最輕的固體元素。

鋰元素在化學周期表中的位置

化學周期表大家在中學時代想必是背的滾瓜爛熟，從化學周期表中可以得知，鋰的相對原子質量為6.94，屬于第一族或第二周期，是已知元素（包括放射性元素）中金屬活動性最強。上高中的時候老師都做過一個試驗，把一塊鋰扔在水里或者暴漏在空氣中都會迅速燃燒。

鋰遇水燃燒

鋰在空氣中燃燒

鋰元素如此的不穩定，怎么變成當代生活中不可缺少的鋰離子電池呢？

要想成為好的能量載體，就要以盡可能小的體積和重量，存儲和搬運更多的能量。從鋰元素搖身一變成為鋰離子電池，正是源于鋰離子電池的三大特性

1：鋰原子相對質量小

2：得失電子能力強

3：電子轉移比例高

這三點大家可以在元素周期表中得出結論，元素周期表上面的元素比下面的元素要好，左邊的元素比右邊的元素要好。當然這時候肯定會有人說，按你說的氫元素不應當是最佳能量載體么？當然，我不否認，氫元素是自然界最好的能量載體，要不然為什么氫燃料電池的研究一直方興未艾呢，氫元素只能說是將來的發展前沿，今朝的技術還不成熟。

所以選擇鋰元素來做電池，是基于地球當前的所有元素中，我們能夠找到的相對優解。

鋰離子電池為甚么能獲得諾貝爾化學獎

講完了"鋰"的前世今生，相比大家也都知道了一些鋰元素能夠成為現當代最佳電池選擇的原由了。下面跟大家聊聊，鋰離子電池為甚么能獲得諾貝爾化學獎。

鋰離子電池所具備的優勢(以手機和電動車分解)

1、能量高。小尺寸大容量，以手機為例，手機電池如此小的尺寸卻能夠儲存4000mAh的大容量。

2、使用壽命長，手機每晚都要充電，充放電次數非常多，但是鋰離子電池能夠實現超過幾千次的充放電。

3、額定電壓高，單體工作電壓為3.7V或3.2V，適合小電器的使用。

4、具備高功率承受力，磷酸亞鐵鋰鋰電池可以達到15-30C充放電的能力，便于電動車實現高強度的啟動加速，這也是為什么電動車百米加速一般都很快的原由。

5、自放電率很低，一般可做到1%/月以下，手機關機情況下，很長時間還會有電量。

6、重量輕，能夠讓手機更易攜帶，能夠讓電動車更輕更快。

7、高低溫適應性強，可以在-20℃--60℃的環境下使用，基本符合我們的生活溫度(這也是為什么在東北零下30°的時候手機才會凍關機)

基于這7個優勢，鋰離子電池在生活中才能夠如此的普及。特斯拉這樣的電動車大拿就是憑借鋰離子電池制造出環保的汽車，電池廠商憑借鋰離子電池將設備便攜化。