這個諾貝爾化學(xué)獎成果就在你我手邊

2019年，諾貝爾化學(xué)獎終于給到了鋰電池領(lǐng)域。美國科學(xué)家約翰·古迪納夫、英裔美國科學(xué)家斯坦利·惠廷厄姆與日本科學(xué)家吉野彰共同獲得此獎。

如果沒有鋰離子電池，出門在外，你恐怕得為手機準備上一打鎳鎘電池，以防它打上幾個電話就宣告罷工。

鋰離子電池能量密度高、壽命長，沒有記憶效應(yīng)。憑借這些優(yōu)勢，它已經(jīng)滲透進了人類生活的方方面面。當(dāng)前最常見的鋰電池中，正極為鈷酸鋰材料，負極是碳材料?！皬?991年商業(yè)化到現(xiàn)在，鋰電池的主流正負極材料沒有太大改變?！鄙虾？萍即髮W(xué)物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院助理研究員劉巍說。

當(dāng)然，在商業(yè)化之前，也有一段漫長崎嶇的道路需要前人摸索。先是斯坦利·惠廷厄姆起草了鋰電池的初始設(shè)計方案，硫化鈦為正極材料，金屬鋰為負極材料——這證明是一個可以充放電的電池。

但人們發(fā)現(xiàn)，用金屬鋰做負極，并不安全。解決這一問題的思路在于避免電極中出現(xiàn)金屬鋰。古迪納夫團隊提出和找到了層狀氧化物正極材料——鈷酸鋰。這一材料至今仍應(yīng)用在我們各類主流消費類電子產(chǎn)品中。

1997年，古迪納夫已經(jīng)75歲，他和團隊又開發(fā)了另一種更加穩(wěn)定安全的正極材料磷酸鐵鋰，它是目前電動汽車、電動大巴、電動船舶、大規(guī)模儲能、通信基站、數(shù)據(jù)中心等所用電池的主流材料。他在鋰電池正極材料方面作了奠基性的貢獻。而古迪納夫的很多學(xué)生，也在鋰電池這一領(lǐng)域繼續(xù)開疆拓土，為正極材料和電解質(zhì)材料的開發(fā)作出了卓越的貢獻。

但有了正負極材料，并不意味著就能有可用的電池，需要有人將所有這些材料集成為可用的器件。

日本名古屋市的旭化成公司（Asahi Kasei）研究員、名城大學(xué)教授吉野彰，做出了第一個現(xiàn)代商業(yè)化鋰離子電池的原型器件。1991年，索尼公司率先將其真正商業(yè)化。

得獎的3人，是鋰離子電池領(lǐng)域最早的一批科學(xué)家和工程師，而更多的后來者，也正在繼續(xù)前行。

（摘自《科技日報》）