“驯服”锂离子,创造一个“超长待机”的世界

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  被誉为“锂电池之父”的古迪纳夫,今年可能性97岁。 图片来自网络

  惠廷厄姆的锂电池优点是锂离子储所处阴极中的二硫化钛中。使用时,锂离子从阳极中的锂流向阴极中的二硫化钛,给电池充电时,则锂离子反向回流。

  古迪纳夫刚开始在锂电池阴极中使用氧化钴,使电池潜力增加了一倍,我希望 使其功率大为提高。

  吉野彰开发了第另有一个商业上可行的锂离子电池。他在阴极中用了古迪纳夫的锂—钴氧化物,但在阳极用了这俩 碳材料——石油焦炭,它也可可不还里能 能嵌入锂离子。电池不再是基于分解电极的化学反应,可是 基于锂离子在阳极和阴极之间来回流动,这使电池的寿命大大延长。

  图片来源:诺贝尔奖官网

  本报记者 张梦然

  2019年,诺贝尔化学奖颁发给了研发锂离子电池的科学家。

  好事多磨,众望所归。

  三位科学家,朋友“驯服”了锂离子,为个人 创造了另有一个可重复充电“超长待机”的世界。时至今日,锂离子电池这俩 轻巧、可充电且功能强大的发明的故事的故事,出显在每买车人都熟悉不已的手机、笔记本电脑、电动汽车等几乎所有电子类产品中。它还可可不还里能 能存储来自太阳能和风能的巨大能量,从而使无化石燃料社会成为可能性。

  人人都爱锂离子电池

  现在,于全球范围内,你都能看一遍锂离子电池正在为人类的日常活动提供动力。其中最常见的最好的依据可是 为便携式电子设备供电。

  朋友离不开它。可能性每天你都不 使用哪些地方地方便携式电子设备进行通讯、工作、学习、听音乐以及搜索知识。一块儿,锂电池还促使了远程电动汽车的开发,以及对可再生能源(同类太阳能和风能)的能量存储。

  追溯起来,锂离子电池的基础,虽然是在1970年代的石油危机期间奠定的。今年的获奖者之一斯坦利·惠廷厄姆,致力于开发可能性带来无化石燃料能源技术的最好的依据。他通过研究超导体发现了这俩 能量非常丰厚的材料,将其用于在锂电池中创建新的阴极——它由二硫化钛制成的,该二硫化钛在分子水平上具有可可不还里能 能容纳(嵌入)锂离子的空间。

  电池的阳极要素,则由金属锂制成,这俩 金属具有强烈的释放电子的动力。

  虽然另有一个电池就此产生了。我希望 金属锂相当活泼,容易所处化学反应,原困电池具有爆炸性,还无法使用。

  正负极材料的艰难选则

  被誉为“锂电池之父”的约翰·古迪纳夫曾作出了一项预测,他认为可能性使用金属氧化物而都不 金属硫化物制成阴极,则阴极将具有更大的潜力。经过仔细地搜索与研究,他在1930年证明了嵌入了锂离子的氧化钴,可可不还里能 能产生高达4伏的电压。这是一项重要的成果。

  突破出显在1985年,在古迪纳夫对电池阴极研究的基础上,今年获奖者之一吉野彰终于成功创建了首个商业上可行的锂离子电池。他如此 在阳极中使用反应性锂,可是 使用了石油焦炭,这俩 碳材料,可可不还里能 能像阴极的氧化钴一样,让锂离子嵌入。

  于是,朋友看一遍了这俩 重量轻且坚固耐用的电池,在其性能下降后后 甚至可可不还里能 能充电数百次。而这俩 锂离子电池最大优点在于,它们不再是基于分解电极的化学反应,可是 基于锂离子在阳极和阴极之间来回流动。

  彻底改变了你我的生活

  自从1991年,日本索尼公司将锂离子电池首次投入市场,这俩 电池就彻底改变了朋友的生活。一方面原困,它是当今社会最主要的便携式能量源;买车人面,它们奠定了无化石燃料社会的基础——而这俩 点,对人类的现在和将来意义巨大。

  锂电池曾和晶体管一块儿被视作“电子工业中最伟大的发明的故事的故事”,而晶体管的科学发明的故事的故事巴丁,早已在1956年获得诺贝尔物理学奖。可是 可是 年来,每年的预测热门领域,都不 锂离子电池的身影。

  虽然,正是锂电池的出显拓宽了晶体管的应用范围。可商业化生产的锂电池走到朋友身边,告诉朋友不会再依赖还要晶体管的笨重电子设备。于是,智能手机、笔记本电脑、平板电脑太快挤占了市场。是电池技术的突破,为便携电子设备行业带来了极大的变革。

  现在的锂电池产业,年产可能性接近几十亿美元。这俩 世界仍在还要锂离子电池,这俩 世界更还要另有一个绿色的未来。

  二硫化钛

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