鋰電池發明者獲得諾貝爾獎——帶你了解鋰電池如何改變了人類歷史

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10月9日，瑞典皇家科學院宣布，2019年諾貝爾化學獎由M. Stanley Whittingham、John B. Goodenough和吉野彰等三位科學家分享。以表彰他們在鋰電池發展上做出了傑出貢獻。

事實上，電池並非人類必需的技術，但電池的出現大大加快了人類發展的速度。如今我們使用的鋰電池有很多種形式，手機、平板使用的是鋰聚合物電池，新能源汽車中主要使用三元鋰電池。但在人類發明電池的初期，人們並不敢使用鋰電池。

1859年，法國人Gaston Plante發明了鉛酸蓄電池，如今，這種電池依然被廣泛應用。但由於其能量密度太低，不適用於小型設備。經過一百年的發展，科學家們已經建立起完善的電池理論，但始終無法尋找到高能量密度的電池材料。直到20世紀70年代，科學家們使用金屬鋰取得了突破。一家名叫Moli Energy的加拿大公司使用金屬鋰作為陰極材料，大規模量產了這種新型電池，但由於當時人們對鋰電池壽命的研究不足以及製造工藝的不成熟，不知道鋰電池會隨著使用次數的增加不斷析出枝晶，最終引起電池自燃。最終，在多次安全事故發生後，鋰電池被打入了冷宮，Moli Energy也一蹶不振。

直到1976年，M. Stanley Whittingham出現了，他提出二硫化鈦與鋰有望成為一種全新的電池系統。但由於二硫化鈦成本太高，且反應後有劇毒，這種電池並沒有大規模推廣開來。

1980年，Goodenough的團隊做出突破，他們發現鋰的金屬氧化物既能釋放鋰離子，也更為穩定，安全隱患更低，非常適合用作鋰電池的電極材料，其中鈷酸鋰（LiCoO2）就是一種。時至今日，我們依舊可以在手機、平板、相機等行動裝置的電池中找到這種材料。

陰極材料的問題解決了，陽極材料的發展遇到了瓶頸，一些科學家指出，石墨可以作為陽極材料，但電池中的可溶物質會破壞石墨結構，限制了電池壽命，鋰電池的前景再次皮朔迷離；。好在日本科學家吉野彰發現使用聚乙炔作為陽極材料就可以解決這個問題。1985年，吉野彰利用鈷酸鋰和聚乙炔製造出了第一塊現代鋰電池。基於該技術，索尼與旭化成株式會社在1991年聯合推出了第一塊商用鋰電池。不過，後來的索尼，並沒有趁熱打鐵發展成為電池行業龍頭。當然，索粉們都知道，這就是索尼的性格。

科技就是讓你感受不到科技的存在，如今我們之所以能夠隨時隨地刷微博、打遊戲、聊微信，都離不開三位科學家對鋰電池基礎的奠基性貢獻。今天的諾貝爾獎對他們來說是實至名歸。

不過，30多年後的今年，枝晶問題依然像幽靈一樣，困擾著鋰電池行業，也讓鋰電池難以承擔引領人類未來的重任。因此，Goodenough在90歲高齡時，毅然決定投身到固態電池的研發中去。

Goodenough曾說過「我們有些人就像是烏龜，走得慢，一路掙扎，到了而立之年還找不到出路。但烏龜知道，他必須走下去。這種貫穿一生的爬行有可能帶來好處，尤其是在你穿越不同領域，一路收集各種線索的情況下。你得有相當多的經驗，才能把不同的想法融匯在一起。」正是這種孜孜不倦的學習和鑽研精神，讓他們發明了鋰電池，並饋贈給整個人類。