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‘他们创造了一个可充电的世界’

时间：2021-10-09 20:16:06 来源：

锂离子电池已经成为日常生活中的一种功能，现在正在引发一场低碳交通革命。

图片。史蒂夫·尤尔维森/ Flickr

“他们创造了一个可充电的世界”。这就是瑞典皇家科学院领导今年宣布诺贝尔化学奖的方式，该奖项将授予出生于德国的美国人约翰·古德诺（John B. Goodenough），英国人斯坦利·惠廷汉姆（Brit Stanley Whittingham）和日本的吉野彰（Akira Yoshino），以开发锂离子电池。

该机构补充说：“锂离子电池在全球范围内用于为便携式电子设备供电，这些便携式电子设备用于交流，工作，学习，听音乐和寻求知识。”“锂离子电池还使远程电动汽车的开发以及来自可再生能源（例如太阳能和风能）的能量存储成为可能。”

锂离子电池的基础是在1970年代的石油危机期间奠定的，当时1973年的阿拉伯-以色列战争和伊朗的伊斯兰革命在六年后的价格飙升之际，西方石油供应不足，而化石燃料却不足。

无化石的使命

Whittingham致力于开发可能导致无化石燃料的能源的方法。他开始研究超导体，并发现了一种能量非常丰富的材料，他用它来制造锂电池中的创新阴极。它是由二硫化钛制成的，该二硫化钛在分子水平上具有可以嵌入锂离子的空间。电池阳极部分由金属锂制成，金属锂具有强烈的释放电子的冲动。从字面上看，最终的电池具有巨大的潜力-仅超过2伏。但是，金属锂具有反应性，并且该装置爆炸性太强，无法使用。

恰当命名的古德诺（Goodenough）预测，如果用金属氧化物而不是金属硫化物制成阴极，阴极将具有更大的潜力。经过系统的搜索，他在1980年证明了嵌入钴酸锂的氧化钴可以产生高达4 V的电压。事实证明，这一突破是至关重要的，它可以使电池变得更强大。

吉野公司以Goodenough的阴极为基础，于1985年制造了首个商业上可行的锂离子电池。他没有在阳极中使用反应性锂，而是选择了石油焦炭。石油焦炭是一种碳材料，像氧化钴阴极一样，可以容纳锂离子。

成品

结果是一个轻巧而坚固的电池，在性能下降之前可以充电数百次。锂离子电池的优势在于，它们不是基于破坏电极的化学反应，而是基于在阳极和阴极之间左右流动的锂离子。

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