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      新材料不斷產生鋰電池未來會更精彩

      作者:admin????來源:未知????發布時間:2019-11-01 09:23????瀏覽量:
      近日,2019年諾貝爾化學獎頒給了美國德州大學奧斯汀分校約翰·古迪納夫、美國紐約州立大學賓漢姆分校斯坦利·威廷漢和日本旭化成株式會社吉野彰三人,以表彰他們對鋰離子電池研發的卓越貢獻。那么,鋰電池是如何研發出來的?未來的發展將會怎樣?
       
      1 沒有鋰電池就沒有移動智能生活
       
      我們早已生活在一個“可充電的世界”,但真正帶來電子設備便攜化,開啟了現代移動生活的則是鋰電池??梢哉f,如果沒有鋰電池,就沒有我們現在的移動智能生活。
       
      鋰電池因重量輕、可充電、功能強大且便攜,被廣泛應用于從手機到筆記本電腦等各個領域。它在全球范圍內用于為便攜式電子設備供電,我們使用這些便攜式電子設備通訊、工作、學習和娛樂。
       
      鋰電池還促進了長續航電動汽車的開發以及來自可再生能源(例如太陽能和風能)的能量存儲,為實現一個無線(可移動)、無化石燃料的社會打下基石??梢哉f,鋰離子電池作為能源存儲器件,徹底地改變了人類的生活。
       
      此次諾貝爾化學獎授予三位鋰電領域的科學家,是對每一位為鋰電池從無到有、從實驗室走向商業化做出貢獻的鋰電從業者的認可,是對仍在從事鋰電研究和志在繼續推動清潔、便攜社會發展的人們的激勵。
       
      2 石油危機直接促成了鋰電池研發
       
      20世紀70年代,石油危機直接促成了鋰電池研發。美國石油巨頭??松九袛?,石油資源作為典型不可再生資源,將在不久之后面臨枯竭,于是組建團隊開發下一代替代石化燃料的能源技術。
       
      而鋰電池就是人們提出的新型電池之一。當時,供職于??松镜乃固估?middot;威廷漢提出了一種全新的材料二硫化鈦作為正極材料,可以在分子層間儲存鋰離子。當其與金屬鋰負極匹配時,電池電壓高達2V。
       
      然而,由于金屬鋰負極活性高,帶來極大安全風險,這種電池并未獲得推廣。但科學家們并未放棄探索,既然問題出在電極材料上,或許替換電極就能解決問題。
       
      當時在英國牛津大學的無機化學實驗室擔任主任的古迪納夫推斷,采用金屬氧化物替代硫化物作為正極,可以實現更高電壓,改善鋰離子電池的性能。
       
      1980年,古迪納夫用鈷酸鋰作為電池正極,可將電池的電壓提高到4V。鈷酸鋰的橫空出世是鋰離子電池領域的極大突破,它至今仍是便攜式電池的主力正極材料。
       
      3 上世紀90年代出現首個商用鋰電池
       
      但受制于金屬鋰負極的不穩定特性,當時鋰離子電池的安全性仍是嚴重的問題。1985年,日本科學家吉野彰采用石油焦替換金屬鋰作為負極,用鈷酸鋰作為正極,發明了首個可用于商業的鋰離子電池。
       
      1991年,日本索尼公司發布了首個商用鋰離子電池。
       
      經過三十多年的工業化發展,鋰離子電池的能量密度、成本和安全性取得了長足進步,并深入到我們生活的方方面面。

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