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好事多磨 锂电池终获诺奖

2019-10-10
多磨锂电池终获诺奖

来源:知识分子

撰文|邵光华

年诺贝尔化学奖授予约翰·班宁斯特·古迪纳夫(John, )教授、斯坦利·惠廷汉姆(StanleyWhittingham)教授、吉野彰教授,三位的获奖理由是:

为锂电池的发展所作的贡献,

迪纳夫首先发现了钴酸锂作为合适的阴极材料,后续又发现了锰基尖晶石和磷酸铁锂, 彰在确立锂离子电池的基本框架后,后续不断改进其性能与安全性,

年,古迪纳夫发现钴酸锂适合作为阴极材料,降低了已存锂离子电池(由金属锂做阴极材料)的安全隐患, 彰采用了这一发现,先是以聚乙炔后以碳基材料为阳极,在电池中消除金属锂,使用含锂化合物,确立了现代锂离子电池的基本框架, 年,索尼公司将两人合作研发的锂离子电池推向市场,标志着锂离子电池进入广泛应用, 锂离子电池被广泛应用到移动电子设备、电动车、太阳能领域, 吉野彰也凭借在锂离子电池领域的成就,成为第位获得诺贝尔化学奖的日本科学家,同时也是第位获得自然科学类诺贝尔奖的日本科学家,

-人简介-

约翰·班宁斯特·古迪纳夫

年月日,古迪纳夫教授在美国出生,现年岁, 年,他在耶鲁大学获得数学系学士学位, 之后,古迪纳夫于年在芝加哥大学获得物理学博士学位, 到年,古迪纳夫在MIT的林肯实验室工作,主要进行关于内存的材料物理研究, 年,古迪纳夫进入牛津大学任教授并作为无机化学研究负责人, 年起,古迪纳夫在德州大学奥斯丁分校担任教授,继续从事能源材料的研究,

年月日,吉野彰教授出生于日本大阪,现年岁, 教授于年从京都大学工学部石油化学科毕业,年获工学硕士学位,年获大阪大学工学博士学位, 年,吉野彰进入旭化成工业株式会社,年担任AT&T技术开发部长,年担任旭化成工业株式会社离子二次电池事业推进室室长, 年至今,吉野教授担任旭化成工业株式会社吉野研究室室长,

汉姆

Whittingham教授现就任于东北化学能源储存中心(NECCES),美国宾厄姆顿大学能源前沿研究中心(EFRC), 在锂电领域取得开拓性研究,年被汤森路透预测为诺贝尔化学奖的候选人,

Whittingham于年获得ECS电化学学会颁发的青年学者奖,年获得ECS电化学学会颁发的电池研究奖,并因其对锂电池科学和技术的贡献而于年当选为ECS电化学学会成员,

-人传奇-

古迪纳夫的一生充满了传奇色彩, 他既是等身的科学家,也是虔诚的基督徒, 他是公认的”锂离子电池之父“,却几乎没有从发明中获得利益, 他在年轻时文学与哲学,但最终误打误撞以优异成绩从耶鲁大学数学系毕业,

古迪纳夫打算攻读物理学时,二战爆发了,古迪纳夫加入军队,以气象专家的身份为航空部队服务, 结束后,他决定继续攻读物理学, 有教授认为以他的年龄,很难在物理学领域有所建树,但古迪纳夫没有气馁, 固态物理博士学位后,他进入林肯实验室工作, 在那里他发现了铁氧体磁芯的电流重合记忆功能——电子计算机内存技术的基础,

在实验室工作期间,古迪纳夫接触到了一些能源材料,研究了锂离子的移动, 正赶上美国受到阿拉伯国家石油禁运的影响,能源问题日益突出, 古迪决定投身锂电池的研究,机缘巧合下,来到牛津大学担任无机化学教授,

样子,古迪纳夫似乎又晚到一步:可充电锂电池已经被英国化学家怀廷汉姆发明, 这种电池容易在充放电过程中起火爆炸,难以推广应用, 古迪坚信自己能发明更高效、更安全的锂离子电池, 反复实验计算,他发现钴酸锂是比原先使用的硫化钛更适合储存锂离子,

的另一端,吉野彰也在绞尽脑汁攻克锂离子电池难题, 他已经找到了合适的材料,但苦于没有合适的阴极材料——直到他读到了古迪纳夫的论文, 彰回忆:“他的发现给了我所需要的一切,钴酸锂运行良好,能把现有的锂镉电池的重量缩减三分之一,

吉野彰设计的锂离子电池以碳基材料为阳极,以钴酸锂为阴极,完全去除电池中的金属锂,提高了安全性, 这一技术确立了锂离子电池的基本概念, 为了改进离子电池性能,吉野彰又对锂离子电池进行了多次技术改良,例如采用铝箔做集流体,用聚乙烯薄膜做离子隔膜,对锂离子电池的电解质改进,使其能够提供更高的电压,

年,两人合作发明的锂离子电池被索尼公司推向市场,标志着锂离子电池的大规模使用, 也因此结下了深厚友谊, ,吉野彰每年都会去德州拜访古迪纳夫, 历史,吉野彰表示:“电池技术是复杂又困难的学科交叉领域,它的发展需要多方面的专家, 在我看来锂离子电池是集体智慧的成果,

岁高龄的古迪纳夫仍然在继续从事能源方面的研究, 古迪希望能研发出高能量密度、高安全性的固态电池,从而解决人类潜在的能源危机, 他说:“我想在前解决这个问题,我才九十多岁,还有时间,

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