美、英、日3位学者分别在锂电池范畴作出奉献,同享诺贝尔化学奖荣誉。(图/翻摄自推特/The Nobel Prize)
王致凯/归纳报导
假设你正用手机、平板或笔电阅读这篇文章,你该谢谢这3位科学家。诺贝尔化学奖9日揭晓,由美国「锂电池之父」古迪纳夫(John B. Goodenough)、英国学者惠廷厄姆(M. Stanley Whittingham)和日本学者吉野彰(Akira Yoshino)一起取得,以赞誉他们在锂电池范畴做出的奉献。事实上,锂电池的改进之所以重要,在于它彻底改变了人类的生活方式,而假设没有这些科学家,咱们每天不离身的手机,或许仅仅个随时会爆破的炸弹。
以智慧型手机为代表,锂电池的运用现已彻底改变人类生活方式。(图/林敬旻摄)
清华大学化学系主任林俊成说,古迪纳夫目前为德州大学奥斯汀分校机械工程与资料科学教授,被学术界尊称为「锂电池之父」;惠廷厄姆则是在1970年代初期开发全球榜首块功用彻底的锂电池,吉野彰是现代含锂碱性锂离子电池(LIB)发明者,曾获工程学界最高荣誉全球动力奖。
中央研讨院化学研讨所研讨员颜宏儒也说,此次获奖的三位学者其实不曾一起合作过研讨,但他们在不同阶段对锂电池的研讨,累积为锂电池技能的严重突破。颜宏儒说惠廷厄姆早在1970年代就研宣布全球榜首款可充电电池,但其时受限于资料太贵,无法商业化,跟着古迪纳夫在1980年代研制新资料,吉野彰随后连续古迪纳夫的研讨,将阴阳南北极的电池特性运用在锂电池上。
我国科普作家「圆的方块」曩昔曾在文章中说到,在1970年代后期,刚面世的锂电池因为能贮存更多电能,因而颇受商场喜爱,最前期的「大哥大」手提电话用得便是这种电池,技能把握在加拿大公司Moli Energy手中。那时候,国际才刚刚一脚踏入电子产品的年代,国际各地却传出电池莫名起火爆破的音讯,人们逐步发现锂电池有着严重安全疑虑。
本来,锂是最生动的元素之一,金属锂十分简单焚烧,乃至跟氮气也能起反响,因而只需出产拼装过程中稍有不小心,就有或许因为触摸空气而焚烧。此外,因为动力学等要素,锂的金属表面会生成一些名叫「枝晶」的晶体,这些枝晶会跟着电池运用越长越大,最终会刺破电池正负极之间的隔阂,导致电池短路自燃。
日本NEC收买Moli Energy后,苦于处理问题,因为不论如何改进出产、拼装工艺,枝晶问题依然无法彻底处理。此刻,正在英国牛津大学研讨的古迪纳夫研讨出一种全新资料——钴酸锂,彻底改变这个国际。
从手机到电动车,现代科技与锂电池休戚相关。(图/游铠丞摄)
钴酸锂可以进步电池的电压,从而进步电量,更重要得的是,钴酸锂对空气不灵敏,也改进了枝晶问题,大大进步锂电池的安全性。1980年代,日本Sony公司开宣布用作锂电池负极的石墨,却苦于没有合适的正极与之匹配,正好与古迪纳夫的钴酸锂一拍即合。很快,全新的可充电锂电池面世。
因为不含有纯锂金属,因而钴酸锂电池不光安全,并且功能微弱,一面世就受欢迎,协助Sony成为其时的业界领导者,时年58岁的古迪纳夫也一时之间声名大噪。但是,钴酸锂电池虽然长处多,但依然不是完美的电池,理由是这种电池在长期运用后功能阑珊太大,加上钴元素本便是一种稀有资源,不断添加的商场需求使钴酸锂变得过分贵重。
直到1997年,其时已高龄75岁的古迪纳夫再次「轰动国际」。这次,他拿出一种名叫磷酸铁锂(LiFePO4、LFP)的资料,这种资料最大的长处在于,铁和磷都是十分廉价的元素,价格低廉,虽然其贮存电能的才能比钴酸锂差了一点,但优异的稳定性和性价比仍再一次招引业界的目光。
古迪纳夫2013年获时任美国总统欧巴马颁布美国国家科学奖章。(图/达志印象/美联社)
现在市面上的锂电池,大多仍连续古迪纳夫最初规划的电池架构,显现其功能优异程度,而古迪纳夫先后开宣布钴酸锂和磷酸铁锂,称他为「锂电池之父」名副其实。
不过,古迪纳夫并未停步于此,为了彻底处理锂电池的枝晶问题,以及电解液易燃易爆的缺陷,古迪纳夫当机立断投入下一项研讨中,也便是「全固态电池」,此刻他现已高龄90岁。2019年,现已97岁的古迪纳夫取得诺贝尔化学奖必定,不光实至名归,也创下最年长得奖人纪录。
虽然现已年近百岁,酷爱研讨的古迪纳夫至今仍每天作业。他承受媒体拜访时诙谐的说,他很快乐没有在65岁遭逼迫退休,「这样我就有额定的33年时刻用来作业」。