锂电池改变世界的诺贝尔化学奖成果磁通计
文章来源：业展机械网 | 2022-09-09
锂电池 改变世界的诺贝尔化学奖成果
今年的诺贝尔化学奖前几天揭晓，获奖者为三位在锂电池领域做出贡献的科学家——美国学者约翰·古迪纳夫(John · Goodenough)、斯坦利·威廷汉(Stanley· Whittingham)和日本学者吉野彰。这一结果并不让人意外，约翰·古迪纳夫已经陪跑诺奖多年，今年仍是获奖的热门人选——预测名单上的另两位是金属有机框架材料的奠基者Omar M. Yaghi和从事新能源电池研究的Michael Gratzel。
对于离不开数码产品的现代人，锂电池并不陌生。能量密度高、寿命长的可充电锂电池为电子行业带来了巨大变革，让电子产品可以更轻薄、更便携、更安全。如今，锂电池已经深入到生活的各个方面，不仅应用于手机、平板、笔记本等电子设备，还为新能源汽车提供动力，甚至用于风电、水电等清洁电力的储能以调节电网供电。
锂电池的研发是一场长达50年的接力，运动员就是三位获奖者。上世纪70年代，斯坦利·威廷汉利用二硫化钛开发出可以容纳、嵌入锂离子的物质，从而设计了锂电池的初始方案——以金属锂为负极材料，硫化钛为正极材料。而后约翰·古迪纳夫接棒，将正极的金属硫化物替代为金属氧化物，在1980年证明以嵌入锂离子的氧化钴(钴酸锂)为正极的锂电池可以产生更高的电压。在此基础上，吉野彰在1985年用碳材料石油焦代替金属锂作为负极，发明了个可用于商业的锂离子电池。因为锂离子电池中不再有纯锂，所以其安全性远远超过之前的锂金属电池。这个电池后来被索尼公司应用于早期的移动电话中，掀起了电子产品的革命。
然而这场接力并没有就此结束，约翰·古迪纳夫在吉野彰之后重新接过了接力棒，继续锂电池的改进工作。1997年，他带领的研究团队发现了新的正极材料——磷酸铁锂。没有重金属元素的磷酸铁锂是目前安全的正极材料，对人体完全无害，而且还极大地提高了锂离子电池的稳定性，降低了成本。97岁高龄的约翰·古迪纳夫打破了诺奖得主的年龄记录，但即使已经年近百岁，他依然没有停止研究，而是继续在锂离子电池的新领域——全固态电池中摸索前行。
约翰·古迪纳夫曾说：我们有些人就像是乌龟，走得慢，一路挣扎，到了而立之年还找不到出路。但乌龟知道，他必须走下去。他30岁入行，54岁才开始研究电池，58岁发现钴酸锂，75岁发现磷酸铁锂，94岁开始探索全固态电池。97岁，他获得了科学界高的荣誉，在很多人看来，他的一生就像他的姓氏Goodenough一样足够好了，但是他知道他做的还远远不够，也许到生命的后一刻他会满意自己获得的成绩，而在那之前他都要继续走下去。
约翰·古迪纳夫是所有科研人员的代表。在科技发展的历程中，是研究者持之以恒的探索才有了改变世界的成果。即使暂时失去方向，只要继续努力，总会有新的出路。然后沿着道路坚定不移地前进，走出人类的未来。