现代可充电电池的创造者共享诺贝尔奖-TechCrunch


如果您每天早晨必须将几个AA放入智能手机中以查看电子邮件,浏览Instagram并给您的朋友发短信,那么移动革命可能就没有那么革命性了。幸运的是,可充电锂离子电池的发明是一项长达数十年的任务,其中三人刚刚获得了诺贝尔化学奖。

今年的奖项是对斯坦利·惠廷汉姆(M. Stanley Whittingham),约翰·古德诺(John Goodenough)和吉野彰(Akira Yoshino)的奖励,他们都为发展当今最常见的便携式电源做出了贡献。没有他们(当然还有他们与之合作的人以及之前的人),我们将被束缚在更加浪费和/或固定的能源上。

铅酸电池已经使用了近一个世纪,那时人们真的开始考虑将锂(一种具有所需电性能的轻质金属)提升到一个新的水平。但是锂也能与空气和水高度反应,因此很难找到合适的物质进行配对。

50年代和60年代的实验为更有针对性的调查奠定了基础,尤其是惠特汉姆的研究。他和合伙人弗雷德·格兰伯(Fred Gamble)于1976年证明,锂离子在捐赠电子以产生电荷后,完全适合二硫化钛的晶格-耐心地坐在那里(处于“范德华兹间隙”),直到在充电过程中提供电子。不幸的是,这种设计还使用了锂阳极,如果弯曲或压碎,它可能会具有很高的反应性(想像着火)。

John Goodenough和他的团队很快开发出了一种具有更高潜力的更好的阴极材料(锂离子所处的位置)-可以吸收更多的能量,为应用开辟了新的可能性。这与金属锂阳极弯曲或压碎时可能具有高反应性(思考着火)的事实结合在一起,导致对使电池安全且有用的研究不断增加。

1985年,吉野彰(Akira Yoshino)的研究导致发现了几种材料(这些材料的名字对没有领域知识的任何人都没有任何意义),它们不仅性能良好,而且还可以物理损坏,并且不会造成任何重大麻烦。

从那时起,已经进行了许多改进,但是这些团队提出了该技术的要点。事实证明,锂离子电池安全,大容量且可充电数百次后不久,便在笔记本电脑,医疗设备乃至手机中发现了锂离子电池。如今,经过三十多年的改进,锂电池现在正在取代汽油成为人类运输的首选储能介质。

这三位学者的工作最有力地推动了这项技术从理论到商业现实的发展,他们获得了今年诺贝尔化学奖的均等奖,每人都获得了这一奖项的三分之一,更重要的是,获得了历史性认可。