10月9日,瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布,将把2019年诺贝尔化学奖颁给三位科学家:美国科学家约翰·B·古德足够、英国科学家斯坦利·惠丁汉和日本科学家秋田佳彦。以表彰他们在锂离子电池方面的研究贡献。2019年诺贝尔化学奖宣布后,这位诺贝尔奖获得者发表了一篇题为《他们创造了一个充电的世界》的文章。文章指出,锂离子电池作为一种重量轻、充电能力强的电池,广泛应用于手机、笔记本电脑、电动汽车等各个领域,遍及我们生活的各个角落。锂离子电池还可以储存太阳能和风能,使一个没有化石燃料的世界成为可能。20世纪70年代初,威廷汉致力于寻找可以摆脱化石燃料的能源。通过研究超导体,他发现了一种非常有活力的材料,可以用来在锂电池中制造新的阴极。电池的阳极部分是由锂金属制成的,锂金属有很强的释放电子的能力。因此,威廷汉姆开发了一种可在室温下工作的可充电锂离子电池。随后,古迪纳夫在维廷汉研究的基础上继续进行研究和开发。1980年,人们证明嵌入锂离子中的氧化钴可以产生高达4伏的电压。这一重要发现使锂离子电池的潜力翻了一番,使其体积更小、体积更大、使用更稳定,从而实现了商业化,开启了电子设备便携化的进程。就是这样。1991年,锂离子电池首次投放市场是在20世纪80年代末,吉野幸男开发了第一批商用锂离子电池。他在阴极使用古迪纳夫的锂钴氧化物,在阳极使用一种叫做石油焦的碳基材料,使电池更安全,更适合日常生活中的各种应用。1991年,日本一家公司首次将锂离子电池投放市场,这彻底改变了我们的生活。它奠定了无线、无化石社会的基础,有益于人们的日常生活。专家说,几次工业革命都依赖于储能技术的发展。锂离子电池是可充电电池,主要依靠锂离子在正负极之间的运动。锂离子电池使用嵌入式锂化合物作为电极材料。目前,锂离子电池常用的正极材料有锂钴氧化物、锰酸锂、锂镍氧化物和锂铁磷酸盐。这些锂离子电池及其衍生物是消费电子领域非常常见的材料。锂离子电池使储能技术发生了革命性的变化,并引发了移动领域的革命。锂离子电池具有功率大、能量密度高、容量大等优点。

这种电池为改善我们的生活做出了巨大的贡献。中国科学院深圳先进技术研究所副研究员张帆说,锂离子电池奖是研究锂离子电池的研究人员的一项普遍荣誉。97岁的古迪纳夫终于等到了荣誉。能源对于人类社会的发展是不可或缺的。

几次工业革命的发展有赖于储能技术的发展。如今,锂离子电池为世界提供电力。从智能手机、平板电脑等便携设备到电动汽车、通信基站等领域,锂离子电池已经渗透到我们日常生活的方方面面,极大地推动了科学技术的进步。电池比容量低的问题仍在改善。上汽集团电池组总成设计工程师王丽亮表示,与传统铅酸电池相比,锂离子电池在新能源汽车中的应用具有很大的优势。锂离子电池能量密度高,循环寿命长。目前,锂离子电池在新能源汽车工业中应用广泛,其中磷酸铁锂和三元电池是应用最为广泛的两种锂离子电池。从市场应用的角度来看,磷酸铁锂在目前的新能源客车和客车中较为普遍,因为磷酸铁锂材料比三元材料更安全、更稳定、更便宜、循环性能更好。目前市场上主要的新能源轿车是三元电池(ncm/ncai等)。由于电池组的空间有限,对锂离子动力电池的能量密度提出了更高的要求。对于新能源汽车用锂离子电池的未来前景,业界正在探索固态电池。全固态电池最突出的优点是安全性高。固态电解液用于固态电池。固态电解液不易燃,不存在泄漏问题,所以所有固态电池都有较好的安全性。南京大学现代工程与应用科学学院材料物理与化学硕士祁和山说,锂离子电池为人类社会的进步与发展做出了重要贡献。然而,锂离子电池仍然存在许多问题。最突出的是电池的低比容量。像手机一样,每天至少需要充电一次;电动车的续航里程一般不超过500公里。低比容量限制了锂离子电池更广阔的应用空间,因此相关材料技术仍在不断改进。目前,通过负极材料的改进,锂离子电池的比容量已经从低能量密度的碳负极大大提高到高能量密度的硅负极。三位诺贝尔奖得主、锂电池之父约翰·古迪纳夫现年97岁,是迄今为止年龄最大的诺贝尔奖得主。他目前是德克萨斯大学奥斯汀分校的机械工程教授。他也是锂钴氧化物、锰酸锂和磷酸铁锂正极材料的发明者。他通过研究固体电子和离子的化学、结构和性质之间的关系,设计出解决材料科学问题的新材料。古迪纳夫1922年出生于德国,小时候随父亲移民美国。1943年,古迪纳夫进入耶鲁大学,获得数学学士学位后参军。二战结束后,他回到学校攻读芝加哥大学物理学博士学位。今年6月,古迪纳夫在接受媒体采访时表示,他仍在研究锂离子电池,希望开发高能量密度和安全性的固态电池,以解决人类潜在的能源危机。他还希望看到最后一个博士生毕业。现年77岁的斯坦利·维廷汉姆1941年出生于英国,1968年在牛津大学获得博士学位,随后在美国宾汉顿大学担任特聘教授。现任纽约州立大学宾汉顿大学材料研究所和材料科学与工程系主任。在得知这个奖项后,威廷汉在宾厄姆顿大学网站上写道:“我非常高兴获得这个奖项。说实话,很多人都想感谢你不知从何说起。我参与锂离子电池的研究已经30多年了。这项研究将有助于从根本上改善我们储存和使用能源的方式。我希望在这一领域获得诺贝尔奖之后,我们能够更加积极地为我国未来的能源利用带来曙光。吉野吉野1948年出生于日本大阪。现任明成大学研究员、教授。他是智能手机和电动汽车用锂离子电池的开发者,朝日成公司研究员,朝日成有限公司吉野研究实验室主任,京都大学学院工程研究特聘教授。当吉野幸男得知自己获得了诺贝尔奖时,他在旭川化工表示,“非常荣幸能在2019年获得诺贝尔化学奖。非常感谢你。宣布这一消息后不久,日本首相安倍晋三在推特上说:“祝贺吉野幸男获得诺贝尔化学奖。锂离子电池可以用于手机等领域,这改变了世界上每个人的生活。我为此感到骄傲。我期待你取得更大的成就。