诺贝尔化学奖公布,锂电池研究获奖

2019-11-01 10:01:35 来源: 网络

北京时间10月9日晚,瑞典皇家科学院宣布,2019年诺贝尔化学奖授予约翰·古德托、惠廷翰(m .斯坦利·惠廷翰)和吉野·阿基拉,以表彰他们在锂离子电池领域的贡献。

古德是奥斯汀得克萨斯大学的机械工程和材料科学教授。他出生于1922年,今年97岁。他是钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂正极材料的发明者,也是锂离子电池的创始人之一。他通过研究化学、结构和固体电子/离子性质之间的关系,设计新材料来解决材料科学问题。

锂离子电池是一种二次电池(充电电池),主要由正极、负极、电解液、隔膜、外部电路等部分组成。在电池内部,带电原子,也称为离子,沿着两个电极之间的路径移动并产生电流。

锂离子电池主要依靠锂离子在正负电极之间的运动来工作。在充电过程中,锂离子从正极材料中移除,通过电解质转移到负极,电子通过外部电路从负极转移到正极。在放电过程中,锂离子和电子的运动方向与充电过程相反。在目前最常见的可反复充放电的锂离子电池中,其正极为钴酸锂材料,负极为碳材料。

锂离子电池的基础是在20世纪70年代的石油危机中奠定的。当时,该诺贝尔化学奖获得者宾汉姆顿大学的斯坦利·惠廷汉姆(Stanley Whittingham)教授起草了锂电池的初步设计方案,采用硫化钛作为正极材料,锂金属作为负极材料,制造了第一款新型锂电池。

然而,这种锂电池仍然存在一些安全问题,不能在商业上使用。

后来,古德托预测用金属氧化物代替金属硫化物制造正极可能是更好的选择。

1983年,Goodtoy等人发现锰尖晶石是一种优秀的阴极材料。锰尖晶石价格低廉、稳定,具有优异的导电性和锂导电性。其分解温度高,氧化性能远低于钴酸锂。即使发生短路和过充电,也可以避免燃烧和爆炸的危险。

1985年,吉野·阿基拉在古德伊尔的基础上建立了第一个商业上可行的锂离子电池。

诺贝尔委员会评论说,自从1991年锂离子电池首次进入市场以来,它已经彻底改变了我们的生活。从那时起,手机、相机、手持相机甚至电动车都逐渐进入了便携式新能源时代。

特别值得一提的是,古德是奥斯汀得克萨斯大学的机械工程和材料科学教授。他出生于1922年,今年97岁。这一次,他获得了诺贝尔奖,创下了诺贝尔奖的新时代记录。

[记者]王世坤

[作家]王世坤

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