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已经“足够好”,锂电池终于等到诺贝尔

(本文由黑龙江省科协与黑龙江日报客户端联合宣布)

每年诺贝尔化学奖颁布前夕,他的名字都邑被列入“猜测得奖名单”;每年奖项颁布后,也总会有人问——为什么今年还不是他?约翰·B·古迪纳夫(John B. Goodenough)的姓挺故意思,翻译成中文便是“足够好”,但他的确是化学奖界的村子上春树。“陪跑”多年,各人都感觉他应该得,但便是不停没有得——直到今年。

2019年,诺贝尔化学奖终于给到了锂电池领域。美国科学家约翰·B·古迪纳夫、英裔美国科学家M·斯坦利·威廷汉(M. Stanley Whittingham)与日本科学家吉野彰(Akira Yoshino)合营得到此奖。

古迪纳夫表示,这真是个惊喜!我只能说这是一个多么不凡的日子,我异常痛快能参评诺贝尔奖,让我得到如斯荣誉。

他们找到的材料至今仍是主流

假如没有锂电子电池,出门在外,你生怕得为手机筹备上一打镍镉电池,以防它打上几个电话就宣告罢工。

锂离子电池,能量密度高、寿命长,没有影象效应。凭借这些上风,它已经渗透进了人类生活的方方面面。

当前最常见的锂电池中,正极为钴酸锂材料,负极是碳材料。“从1991年商业化到现在,锂电池的主流正负极材料没有太大年夜改变。”上海科技大年夜学物质科学与技巧学院助理钻研员刘巍说。

Whittingham的锂电池

当然,在商业化之前,也有一段漫长曲折的蹊径必要昔人摸索。先是斯坦利·威廷汉起草了锂电池的初始设计规划,硫化钛为正极材料,金属锂为负极材料——这证实是一个可以充放电的电池。

但人们发明,用金属锂做负极,并不安然。办理这一问题的思路在于避免电极中呈现金属锂。古迪纳夫团队提出和找到了层状氧化物正极材料——钴酸锂。“这一材料至今仍利用在我们种种主流破费类电子产品中。”中国科学院物理所钻研员李泓说。

1997年,古迪纳夫已经75岁,他和团队又开拓了另一种加倍稳定安然的正极材磷酸铁锂,它是今朝电动汽车、电动大年夜巴、电动船舶、大年夜规模储能、通信基站、数据中间等所用电池的主流材料。“他在锂电池正极材料方面做了奠基性的供献。”李泓强调。而古迪纳夫的很多门生,也在锂电池这一领域继承开疆拓土,为正极材料和电解质材料的开拓做出了卓越的供献。“他获得诺贝尔奖是实至名归,”李泓说,“早就应该得了。”

但有了正负极材料,并不料味着就能有可用的电池,必要有人将所有这些材料集成成为可用的器件。

日本名古屋市的旭化成公司(Asahi Kasei)在公司钻研员、名城大年夜学教授吉野彰的带领下,做出了第一个今世商业化锂电子电池的原型器件。1991年,索尼公司率先将其真正商业化。

吉野彰也分享了今年的诺贝尔奖。“原初立异不必然只呈现在高校实验室。当基础观点提出后,工程技巧方面的立异冲破也是终极能否得到实际利用的关键。以是对根基科学的成长起到了奠基性感化、对技巧立异和技巧改进起到了关键推动感化的成果,都应该得到诺贝尔奖级的评价。”李泓奉告科技日报记者。

已经“足够好”,还可以更好

现在,险些没人能说自己离得开锂电池。它的发现支撑了人类社会高新技巧的赓续成长。

实际上,从锂电池早期观点的提出到商业化再到赓续继承成长,大年夜量的科学家、工程师都做出了供献。诺贝尔奖赋予的这三小我,做出了最为奠基性的成果。“奖项给了这三位优秀的科学家,是对锂电池为人类社会技巧进步供献的认可,也是对所有为推动这一领域成长做出供献的科学家和工程师的认可,而未来锂电池的影响还会赓续持续。”李泓说。

现在的科研职员也在研发新的正负极材料,但还不敷主流。“终究,要找到新的材料并且将之真正利用,并不轻易,而且耗时漫长。”刘巍说。

她先容,现在对照好的成长偏向,是固态锂电池,它的机能有望更好,而且更安然。传统锂电池用的是液体电解液,它轻易燃烧。换成固体,便能办理这一问题。列都城在大年夜力成长这一偏向,不过固态锂电池尚处在实验室探索和初步商业化阶段。

古迪纳夫依然走在他创始领域的前沿,也在进行全固态电池的钻研。是的,他还生动在钻研一线。近期,古迪纳夫还在期刊上刊文,回首了可充电锂电池的历史。

锂电池技巧也在进一步成长。

李泓说,科研职员和工程师们,努力在让今朝的锂离子电池能量密度更高,充放电速率更快,更安然,更长命。总之,用各类立异的措施去提升和优化锂电池的机能,让它们可以用到更多、更广阔的场景中去,在更极度前提下,也能发挥感化。

得奖的三人,是锂电子电池领域最早的一批科学家和工程师。而更多的后来者,也正在继承前行。

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