我们现在能听着真无线耳机、用着刷着智能手机、吃着电动车送来的外卖宅家度日,还得感谢三位2019年诺贝尔化学奖得主——迈克尔·斯坦利·惠廷汉姆(Michael Stanley Whittingham)、约翰·班尼斯特·古迪纳夫(John Bannister Goodenough)、吉野彰(Akira Yoshino)。
迈克尔·斯坦利·惠廷汉姆(Michael Stanley Whittingham)从石油危机(20世纪70年***始投入电池科技研发,他指明了“锂嵌入”技术路线,提升了充放电反应的可逆性,提升了安全性,是给我们带来宅家福利的“锂电之父”。约翰·班尼斯特·古迪纳夫(John Bannister Goodenough),其实从54岁才开始研发电池。古迪纳夫博士是锂电池领域比较大的功臣,三大锂电池正极材料(钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂)都是他带领的团队找出来的,其中钴酸锂诞生在1980年,使用石墨为阳极并解决了“锂枝晶”现象。
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普及下锂离子电池是一种二次电池,它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中,Li+ 在两个电极之间往返嵌入和脱嵌:充电时,Li+从正极脱嵌,经过电解质嵌入负极,负极处于富锂状态;放电时则相反。那么在2019年10月9日,瑞典皇家科学院宣布,将2019年诺贝尔化学奖授予约翰·古迪纳夫、斯坦利·惠廷厄姆和吉野彰,以表彰他们在锂离子电池研发领域作出的贡献,可见锂电的发展前景有多好。
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.电池的昨天:
人类历史上较早关于“电”的记录,在公元前6世纪前后,古希腊哲学家泰勒斯发现摩擦后的琥珀可以吸起绒毛和木屑,遍认为这些死物内部其实有生命灵魂的,只是肉眼看不见而已。
人类又过了整整20个世纪,才勉强打开了电磁学的大门,然而此时愚钝的人类根本无法将电储藏起来挪为己用。
直至17世纪,荷兰莱顿大学(Leiden University)的彼得·范·穆森布罗克教授(Prof. Pieter van Musschenbroek)发明了莱顿瓶(Leyden jar),人类首先捕捉到了电。
电是抓住了,但如何源源不断地捕捉/生产电呢?这个问题要到18世纪中叶才能回答,答题者是美国开国大神本杰明·富兰克林(Benjamin Franklin),他从苍天哪里取得了雷电,从暴君那里取得了民权。光荣的富兰克林院士并未完成18世纪的电学成就,意大利物理学家亚历山德罗·伏打(Alessandro Volta)在这个世纪首先造出 “伏打电堆”,成为了世界上较早化学电源——“巴格达电池”。
为致敬伏打老师对电学的贡献,电压单位便成了Volta。于19世纪初发电机与电动机相继发明,电学进入了一个全新的纪元。准确来说,19世纪是属于电池的***个光辉世纪。
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