已经“足够好”,锂电池终于等到诺贝尔

Admin 2019-10-25 17:52


当然,在商业化之前,也有一段漫长崎岖的道路需要前人摸索。先是斯坦利·威廷汉起草了锂电池的初始设计方案,硫化钛为正极材料,金属锂为负极材料——这证明是一个可以充放电的电池。


但人们发现,用金属锂做负极,并不安全。解决这一问题的思路在于避免电极中出现金属锂。古迪纳夫团队提出和找到了层状氧化物正极材料——钴酸锂。“这一材料至今仍应用在我们各类主流消费类电子产品中。”中国科学院物理所研究员李泓说。

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1997年,古迪纳夫已经75岁,他和团队又开发了另一种更加稳定安全的正极材磷酸铁锂,它是目前电动汽车、电动大巴、电动船舶、大规模储能、通信基站、数据中心等所用电池的主流材料。“他在锂电池正极材料方面做了奠基性的贡献。”李泓强调。而古迪纳夫的很多学生,也在锂电池这一领域继续开疆拓土,为正极材料和电解质材料的开发做出了卓越的贡献。“他得到诺贝尔奖是实至名归,”李泓说,“早就应该得了。”


但有了正负极材料,并不意味着就能有可用的电池,需要有人将所有这些材料集成成为可用的器件。


日本名古屋市的旭化成公司(Asahi Kasei)在公司研究员、名城大学教授吉野彰的带领下,做出了第一个现代商业化锂电子电池的原型器件。1991年,索尼公司率先将其真正商业化。

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吉野彰也分享了今年的诺贝尔奖。“原始创新不一定只出现在高校实验室。当基本概念提出后,工程技术方面的创新突破也是最终能否获得实际应用的关键。所以对基础科学的发展起到了奠基性作用、对技术创新和技术改进起到了关键推动作用的成果,都应该获得诺贝尔奖级的评价。”李泓告诉科技日报记者。



已经“足够好”,还可以更好


现在,几乎没人能说自己离得开锂电池。它的发明支撑了人类社会高新技术的不断发展。


实际上,从锂电池早期概念的提出到商业化再到不断继续发展,大量的科学家、工程师都做出了贡献。诺贝尔奖授予的这三个人,做出了最为奠基性的成果。“奖项给了这三位优秀的科学家,是对锂电池为人类社会技术进步贡献的认可,也是对所有为推动这一领域发展做出贡献的科学家和工程师的认可,而未来锂电池的影响还会不断持续。李泓说。

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现在的科研人员也在研发新的正负极材料,但还不够主流。“毕竟,要找到新的材料并且将之真正应用,并不容易,而且耗时漫长。”刘巍说。


她介绍,现在比较好的发展方向,是固态锂电池,它的性能有望更好,而且更安全。传统锂电池用的是液体电解液,它容易燃烧。换成固体,便能解决这一问题。各国都在大力发展这一方向,不过固态锂电池尚处在实验室探索和初步商业化阶段。


古迪纳夫依然走在他开创领域的前沿,也在进行全固态电池的研究。是的,他还活跃在研究一线。近期,古迪纳夫还在期刊上刊文,回顾了可充电锂电池的历史。


锂电池技术也在进一步发展。


李泓说,科研人员和工程师们,努力在让目前的锂离子电池能量密度更高,充放电速度更快,更安全,更长寿。总之,用各种创新的方法去提升和优化锂电池的性能,让它们可以用到更多、更广阔的场景中去,在更极端条件下,也能发挥作用。


得奖的三人,是锂电子电池领域最早的一批科学家和工程师。而更多的后来者,也正在继续前行。




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