锂离子电池让现代文明便携化

10月9日，瑞典皇家科学院将2019年诺贝尔化学奖颁发美国科学家约翰·古迪纳夫（John B. Goodenough）、英国科学家斯坦利·威廷汉（Stanley Whittingham）以及日本科学家吉野彰（Akira Yoshino），以赞誉他们在锂离子电池范畴作出的特别奉献。

2019年诺贝尔化学奖得主。图/诺贝尔奖官网

诺奖委员会表明，三位科学家发明晰简便的可带着电池，让人们能够在车和手机等设备中运用，敞开了电子设备便携化进程。

上世纪70年代初迸发的石油危机，引发了化学家们对电化学储能技能的广泛研讨，以求人类脱节对石油燃料的依靠，从根本上处理能源危机，这是科学家们前行的初心和动力，通过接力式研制，发明了脱节石油依靠把电“存”起来的奇观。其间的佼佼者包含发现过渡金属氧化物作为新式阴极资料、推出首款可充电锂电池原型样品的威廷汉，发现更适合的阴极资料、而且令电池能更安全、输出电能更多的古迪纳夫，以及优化锂电池功能、与古迪纳夫协作将学术作用转化为商用的吉野彰。

跟着嵌入式设备运用的遍及，人们对设备便携化的需求也在逐步增强。而设备便携的完结离不开电池的运用。传统的镍铬和镍氢蓄电池的体积、质量大，污染严峻。而锂离子电池具有体积小、质量轻、能量密度大和功能安稳的特色。

相对于有着百年“老资格”的铅酸电池来说，锂离子电池是个“新生代”，在“冰与火”的博弈中，锂离子电池越来越显示出分量轻、环保优、寿数长等特色，而铅酸电池显着感到被方针和商场两层揉捏的危机。

平等容量的情况下，锂离子电池分量是铅酸电池的1/5-1/3，因此锂离子电池的体积较小。智能手机越来越薄，鲤离子电池功不可没。

传统的铅酸电池是重金属铅制作而成，在出产和运用后的抛弃进程中铅都会形成污染，这显着有悖于绿色展开的理念。而锂离子电池不管出产、运用和作废，都不含有铅、汞、镉等有毒有害重金属元素，因此对环境污染较少。

图据ICphoto

锂离子电池循环寿数长，其间磷酸铁锂电池能够彻底充放电2000次，且无回忆作用，随充随放。而铅酸电池的循环寿数最多只要磷酸铁锂电池的1/4。

正因为锂离子电池有上述许多优越性，所以其广泛使用于电动工具、电动汽车、军事装备、航空航天等多个范畴。在“小”的电子物件上，锂离子电池更有着广泛使用，如智能手机、电子表、CD唱机、开麦拉等。

值得重视的是，新能源光伏发电和风力发电需求安稳的储电设备，高能量密度的锂离子电池正好担任这项作业。

但是，让现代文明变得“轻松”的鲤离子电池，最初却不受商场待见。吉野彰回忆说，开发锂电池后起先3年彻底卖不出去，精神上、肉体上压力都很大。但是现代文明毕竟将锂离子电池揽入怀有，人们的日子也变得“便携化”。

我国科学家在锂离子电池研讨方面也占有一席之地，其领军人物是我国工程院院士、北京理工大学吴锋教授和马紫峰教授。2002年以来，他俩先后联合来自上海交通大学、北京理工大学、清华大学、复旦大学、南开大学和厦门大学的技能专家，与比亚迪、宁德年代等企业一同展开了动力锂电池资料以及使用的技能开发。马紫峰团队完结的“磷酸铁锂动力电池制作及其使用进程关键技能”项目荣获2018年度国家科学技能进步奖二等奖。

图据ICphoto

现在，在我国，以动力锂电池为动力源的电动汽车和混合动力电动汽车的全球销量超越100万。

未来锂离子电池研讨的方向是大规模储能，现在一大研讨热门是在固态锂电池中，用锂金属作为负极来替代现在的石墨负极，若能成功，锂电池容量能进步约十倍，这会将现代文明的“便携化”更进步一大步。

从这个意义上说，本年三位诺贝尔化学奖获得者是鲤离子电池研讨的先驱者，人们在“便携化”中会不时惦念着他们。

红星新闻签约作者 蔡恩惠

修改 郭宇

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