馴服”锂離子電池 創造一個“超長(cháng)待機”的世界

2019年，諾貝爾化學(xué)獎頒發(fā)給了用刀研發(fā)锂離子電池的科學(xué)家。

好(hǎo)事(shì)多磨，衆望所歸。

三位科學(xué)家，他們“馴服”了锂離子，為所有人創造了一個可重複充電“超長外能(cháng)待機”的世界。時(sh離讀í)至今日，锂離子電池這(zhè)種(zhǒng)輕房制巧、可充電且功能(néng)強大的發(fā)明，出現在每個人都(dōu)熟爸劇悉不已的手機、筆記本電腦、電動汽車等幾乎所有電子類産品中。它還(h城秒ái)可以存儲來自太陽能(néng)和風能(n愛雨éng)的巨大能(néng)量，從而使無化劇我石燃料社會(huì)成(chéng)雨劇為可能(néng)。

人人都(dōu)愛锂離子電池

現在，于全球範圍内，你都(dōu)能(néng)車兒看到锂離子電池正在為人類的日常活靜微動提供動力。其中最常見的方式就(jiù)是為便攜式電子設備供畫農電。

我們離不開(kāi)它。因為每天你都(dōu)要使用這(zhè)些便攜式電女金子設備進(jìn)行通訊、工作、學(xué)習、現海聽音樂以及搜索知識。同時(shí)，锂電池還(hái)促進(jìn)了遠程電動汽車的開(kāi)發(fā)，以及對畫短(duì)可再生能(néng)源（例如太陽能(néng)和風能(從購néng)）的能(néng)量存儲。

追溯起(qǐ)來，锂離子電池的基礎，其實是在1970年代的暗短石油危機期間奠定的。今年的獲獎者放信之一斯坦利·惠廷厄姆，緻力于開(kāi)發(fā)可能(néng)帶來無站訊化石燃料能(néng)源技術的方法。他通過(guò)美愛研究超導體發(fā)現了一種(zhǒng)能(néng)量非常豐富的材料，將(外紅jiāng)其用于在锂電池中創知腦建新的陰極——它由二硫化钛制成(chéng)的，該二硫化钛在分子水平上具頻綠有可以容納（嵌入）锂離子的空間。

電池的陽極部分，則由金屬锂制成(chéng)，這(zhè)種(zhǒng人男)金屬具有強烈的釋放電子的動力。

雖然一個電池就(jiù)此産生了。但是金屬锂相當活潑，容易發(fā)生化學海時(xué)反應，導緻電池具有爆炸性，還(hái)無法使用。姐子

正負極材料的艱難選擇

被(bèi)譽為“锂電池之父”的約翰·站玩古迪納夫曾作出了一項預測，他認為如果使用金屬氧化物而不是金屬硫化物制姐舊成(chéng)陰極，則陰極將(jiāng)具有更大照少的潛力。經(jīng)過(guò)仔細地搜索與研究，他大計在1980年證明了嵌入了锂離子的氧化钴，可以産生高達4伏的電壓。這自答(zhè)是一項重要的成(chéng黃哥)果。

突破出現在1985年，在古迪納夫數視對(duì)電池陰極研究的基礎上，今銀請年獲獎者之一吉野彰終于成(chéng)功創建了首個商業上可金文行的锂離子電池。他沒(méi)有在化冷陽極中使用反應性锂，而是使用了石油焦炭，這(zhè)種(zhǒng)碳民車材料，可以像陰極的氧化钴一樣(yàng)，讓锂離子嵌入。

于是，人們看到了一種(zhǒng)重量農習輕且堅固耐用的電池，在其性能(néng)下降之前讀人甚至可以充電數百次。而這(zhè)種(zhǒng雪草)锂離子電池最大優點在于，它們不再是基于分解電極的化學(xué)反應，而是基于紅黑锂離子在陽極和陰極之間來回流動。

徹底改變了你我的生活

自從1991年，日本索尼公司將(jiāng)锂離子電池首次匠歌投入市場，這(zhè)種(zhǒng)電池就(ji筆紅ù)徹底改變了我們的生活。一方面(miàn)原因，它是當今社會(huì場也)最主要的便攜式能(néng)量源；另一方面(遠爸miàn)，它們奠定了無化石燃料社會(h兵見uì)的基礎——而這(zhè)一點，對(duì)人類的現在和將(jiāng雜信)來意義巨大。

锂電池曾和晶體管一起(qǐ)被(bèi)化會視作“電子工業中最偉大的發(fā)明”，而晶體管的發山商(fā)明人巴丁，早已在1956年獲得諾貝爾物理學(xué)獎廠些。所以很多年來，每年的預測熱門領域，都厭話(dōu)有锂離子電池的身影。

其實，正是锂電池的出現拓寬了晶體管的應用範圍。可商業化我那生産的锂電池走到人們身邊，告訴人哥日們無需再依賴需要晶體管的笨重電子設備。于是，智能(nén現廠g)手機、筆記本電腦、平闆電腦迅速擠占了市算弟場。是電池技術的突破，為便攜電子設備行業帶來動相了極大的變革。

現在的锂電池産業，年産已經(jīng)接近幾十億美元。知得這(zhè)個世界仍在需要锂離子電池，這(zhè)個世界錯從更需要一個綠色的未來。