功德多磨 锂电池终获诺奖

功德多磨 锂电池终获诺奖
2019年10月09日 17:59 新浪科技综合

  来源:知识分子

  撰文 | 邵光华

  2019年诺贝尔化学奖授予约翰·班宁斯特·古迪纳夫(John。 B。 Goodenough)传授、斯坦利·惠廷汉姆(Stanley Whittingham)传授、吉野彰传授,三位的获奖来由是:

  为锂电池的生长所作的供献。

  古迪纳夫起首发清楚明了钴酸锂作为合适的阴极材料,后续又发清楚明了锰基尖晶石和磷酸铁锂。吉野彰在确立锂离子电池的根本框架后,后续赓续改进其性能与安然性。

  1979年,古迪纳夫发明钴酸锂合适作为阴极材料,降低了已存锂离子电池(由金属锂做阴极材料)的安然隐患。吉野彰采取了这一发明,先是以聚乙炔后以碳基材料为阳极,在电池中清除金属锂,应用含锂化合物,确立了现代锂离子电池的根本框架。1991年,索尼公司将两人协作研发的锂离子电池推向市场,标记住锂离子电池进入广泛应用。如今锂离子电池被广泛应用到移动电子设备、电动车、太阳能范畴。而吉野彰也仰仗在锂离子电池范畴的成就,成为第8位取得诺贝尔化学奖的日本迷信家,同时也是第22位取得天然迷信类诺贝尔奖的日本迷信家。

  -获奖人简介-

  约翰·班宁斯特·古迪纳夫

  1922年7月25日,古迪纳夫传授在美国出身,现年97岁。1943年,他在耶鲁大年夜学取得数学系学士学位。二战以后,古迪纳夫于1952年在芝加哥大年夜学取得物理学博士学位。1952到1976年,古迪纳夫在MIT的林肯实验室任务,重要停止关于内存的材料物理研究。1976年,古迪纳夫进入牛津大年夜学任传授并作为无机化学研究担任人。1986年起,古迪纳夫在德州大年夜学奥斯丁分校担负传授,持续从事动力材料的研究。

  吉野彰

  1948年1月30日,吉野彰传授出身于日本大年夜阪,现年71岁。吉野传授于1970年从京都大年夜学工学部石油化学科卒业,1972年获工学硕士学位,2005年获大年夜阪大年夜学工学博士学位。1972年,吉野彰进入旭化成工业股分无限公司,1994年担负AT&T技巧开辟部长,1997年担负旭化成工业股分无限公司离子二次电池事业推动室室长。2005年至今,吉野传授担负旭化成工业股分无限公司吉野研究室室长。

  惠廷汉姆

  Whittingham 传授现就职于西南化学动力贮存中间(NECCES),美国宾厄姆顿大年夜学动力前沿研究中间(EFRC)。他与 John B。 Goodenough 在锂电范畴取得开辟性研究,2015 年被汤森路透猜想为诺贝尔化学奖的候选人。

  Whittingham 传授于 1971 年取得 ECS 电化学学会颁发的青年学者奖,2004 年取得 ECS 电化学学会颁发的电池研究奖,并因其对锂电池迷信和技巧的供献而于 2006 年被选为 ECS 电化学学会成员。

  -获奖人传奇-

  古迪纳夫的平生充斥了传奇色彩。他既是著作等身的迷信家,也是忠诚的基督徒。他是环球公认的”锂离子电池之父“,却简直没有从创造中取得好处。他在年青时酷爱文学与哲学,但终究误打误撞以优良成就从耶鲁大年夜学数学系卒业。

  合法古迪纳夫计算攻读物理学时,二战迸发了,古迪纳夫参加部队,以气候专家的身份为航空部队办事。战斗停止后,他决定持续攻读物理学。虽然有传授认为以他的年纪,很难在物理学范畴有所建树,但古迪纳夫没有气馁。取得固态物理博士学位后,他进入林肯实验室任务。在那边,他发清楚明了铁氧体磁芯的电流重合记忆功能——电子计算机内存技巧的基本。

  在林肯实验室任务时代,古迪纳夫接触到了一些动力材料,研究了锂离子的移动。当时正遇上美国遭到阿拉伯国度石油禁运的影响,动力成绩日趋凹陷。古迪纳夫决定投身锂电池的研究,机缘偶合下,离开牛津大年夜学担负无机化学传授。

  看模样,古迪纳夫仿佛又晚到一步:可充电锂电池曾经被英国化学家怀廷汉姆创造。但这类电池轻易在充放电过程当中起火爆炸,难以推行应用。古迪纳夫坚信本身能创造更高效、更安然的锂离子电池。经过反复实验计算,他发明钴酸锂是比本来应用的硫化钛更合适贮存锂离子。

  地球的另外一端,吉野彰也在挖空心思霸占锂离子电池困难。他曾经找到了合适的阳极材料,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。吉野彰回想:“他的发明给了我所须要的一切,钴酸锂运转优胜,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,进步了安然性。这一技巧范式确立了锂离子电池的根本概念。为了改进锂离子电池性能,吉野彰又对锂离子电池停止了屡次技巧改进,例如采取铝箔做集流体,用聚乙烯薄膜做离子隔阂,对锂离子电池的电解质改进,使其可以或许供给更高的电压。

  1991年,两人协作创造的锂离子电池被索尼公司推向市场,标记住锂离子电池的大年夜范围应用。两人也是以结下了深好友情。尔后,吉野彰每年都邑去德州拜访古迪纳夫。回想汗青,吉野彰表示:“电池技巧是复杂又艰苦的学科交叉范畴,它的生长须要多方面的专家。在我看来,锂离子电池是个人聪明的成果。”

  97岁高龄的古迪纳夫依然在持续从事动力方面的研究。古迪纳夫欲望能研收回高能量密度、高安然性的固态电池,从而处理人类潜伏的动力危机。他说:“我想在去世前处理这个成绩,我才九十多岁,还有时间。”  

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