2019年諾貝爾化學獎給了鋰電池

北京時間10月9日消息，瑞典皇家科學院今天宣布，將2019年諾貝爾化學獎授予德州大學奧斯汀分校教授JohnB。Goodenough，紐約州立大學賓漢姆頓分校教授M。StanleyWhittingham，以及日本名城大學教授吉野彰，以表彰他們在發明鋰離子電池過程中做出的貢獻。

他們創造了一個可充電的世界

2019年度諾貝爾化學獎獎勵鋰離子電池的發明。這種輕靈，可充電且性能強勁的電池今天早已進入尋常百姓家，被每一部手機，筆記本和其他電子設備所使用。它還能用于存儲太陽能和風能，從而讓構建一個零化石燃料使用的社會成為可能。

鋰離子電池被全球范圍被被廣泛用于為便攜式電子設備提供電力，方面我們通訊，工作，開展研究，聽音樂，或者檢索知識。鋰離子電池的發明還讓可以長距離行駛的電動車研發成為可能，同時它也被廣泛用于可再生能源，如太陽能和風能的存儲。

鋰離子電池的研發基礎在1970年代的石油危機期間被構建起來。當時，StanleyWhittingham正致力于研制一種可以擺脫石油燃料的能源技術。他開始對超導體材料進行研究，并很快發現了一種極端富能的材料，利用這種材料，他將這種材料創造性的用于制作鋰離子電池的陰極。這是使用二硫化鈦制作的，在分子層面上，其內部空隙可以容納鋰離子。

電池的正極部分由金屬鋰制成。鋰有很強的釋放電子的驅動力。這就形成了一個具有巨大電勢的電池，剛剛超過2伏特。然而，金屬鋰是活性的，電池爆炸的風險太大，在商業上并不可行。

JohnGoodenough預測，如果用一種金屬氧化物而不是金屬硫化物來制造陰極，那么電池將具有更大的電勢。經過系統的研究，在1980年，他證明了嵌入鋰離子的氧化鈷可以萌生高達4伏特的電壓。這是一個緊要的沖破，將帶來更強大的電池。

以Goodenough的陰極為基礎，吉野彰在1985年發明了第一個商業上可行的鋰電池。他沒有在陽極使用活性鋰，而是使用石油焦，這是一種碳材料，像陰極的鈷氧化物一樣，可以插入鋰離子。

于是，研究者獲得了一種重量輕且耐用的電池，在性能衰竭之前可以充電數百次。鋰電池的優勢是，它們不是基于分析電極的化學反應，而是基于鋰離子在正極和負極之間來回流動。

自1991年首次投入市場以來，鋰電池已經徹底改變了我們的生活。它們為無線通訊和建立無化石燃料社會奠定了基礎，為人類帶來了巨大的利益。

此前，美國化學會周刊《化學化工新聞》（CampEN）做出了相當準確的預測。當時該期刊表示，今年的化學獎很有可能會在電池研究、基因編輯技術、金屬有機框架材料研究等改變人類世界生活的三大范疇中萌生，并推測今年的獲獎者可能會是97歲高齡的鋰離子電池之父、美國德州大學奧斯汀分校（UniversityofTexasatAustin）機械工程系教授古迪納夫（JohnB。Goodenough）。

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