为什么诺贝尔发给锂电池？诺贝尔奖创纪录了，97岁高龄创诺贝尔奖记载，这回锂电池之父赢了。

三位得主均享有锂电池之父的美誉。在三人研究成果的基本上，索尼在1991年制出全球第一款商用锂电池，十多少年间彻底转变了花费电子行业，近年来也运用新能源汽车上。

锂电池分为两种：一种是锂金属电池，1912年最早由吉尔伯特·牛顿·路易士（GilbertN.Lewis）提出并研究。另一种锂离子电池，最早在70年代由惠廷厄姆提出并研究。今天通常所说的锂电池，根本均为锂离子电池,新能源储能又称非常规能源。是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。，今年三位诺奖得主的贡献也均在这个领域。

北京时光10月9日下战书17：45，2019年诺贝尔化学奖揭晓，美国科学家约翰·B·古迪纳夫（JohnB.Goodenough）；英裔美国科学家M·斯坦利·威廷汉（M.StanleyWhitTIngham）与日本科学家吉野彰（AkiraYoshino）独特获得此奖，以表扬他们在锂离子电池范畴作出的贡献；三人均分900万克朗奖金。

诺奖委员会表现，三位科学家发明了轻巧的可携带电池，让人们可以在车和手机中使用，开启了电子装备便携化过程。

约翰·B·古迪纳夫，美国固体物理学家，是二次电池工业的重要学者。他目前是美国德州大学奥斯汀分校的机械工程和材料科学教学；

M·斯坦利·威廷汉，化学传授，且是纽约州破大学宾汉姆顿大学材料研究所和材料科学与工程专业的主任；

吉野彰，日本化学家，现任旭化成公司研究员、名城大学教授。

2018年10月2日，96岁的物理学家阿瑟·阿什金和另外两位科学家获得2018年诺贝尔物理学奖，成为获奖时年纪最长的诺贝尔奖得主。现在这个记载被今年的获奖者约翰·B·古迪纳夫攻破。

诺贝尔奖的创建者瑞典人阿尔弗雷德诺贝尔自己就是一名化学家，曾创造硝化甘油火药。依照他的遗言，诺贝尔化学奖旨在颁给化学方面有主要发现跟获得重大结果的人。

电池简史

要想了解他们的奉献，得先懂得一下电池发展里程。

电池的基础原理等于用“活性较高”的金属材料制作阳极（即负极-），而用较为稳固的材料制造阴极（即正极+），阳极资料因为库仑力的起因丧失电子（氧化反应），流向阴极使其取得电子（还原反响），而电池内部（电解液）则产生阴极的阴离子流朝阳极与阳离子联合，由此构成回路，产生电能。

也恰是因为这种流动实质上是化学反应，所以遵守能量守恒定律。如果对外部用电器（手机、相机等耗电物品）做功了，也就意味着反应产生的能量被用电器“接收”了，达到绝对的均衡。如果没有用电器，但是回路接通，就象征着能量无处可用，将会变成热能，且速度无比快，因为电子挪动的速度与光速雷同，也就是为什么电池发生短路时会剧烈发烧甚至燃烧爆炸。

一旦电池内部化学能量耗费结束，则电池就没用了。所以可充电的电池，即是能够通过外部通电将内部的化学反应“还原”（归位），也就须要抉择特殊的材料和设计，能够“完善”恢还原样，使得电池从新失掉化学能量。

（伏特堆电池，图来自VisualCapitalist）

1799年，意大利物理学家AlessandroVolta发明了第一款电池（VlotaicPile伏特堆），他利用锌片（阳极）和铜片（阴极）以及浸润盐水的纸片（电解液）制成了电池，以证实了电是可以人为制作出来的。

（丹尼尔电池，图来自VisualCapitalist）

大概40年后，认为英国化学家JohnFredericDaniell通过变换电池情势，解决了伏特堆放电时产生的氢气气泡问题（由于发生化学反应产生了氢气，从而导致电池内部接触不良），此时电池可以达到1V电压。

（铅酸电池，图来自VisualCapitalist）

1850年，法国物理学家GastonPlanté发现了铅酸电池（阳极为铅、阴极为铅氧化物、硫酸溶液为电解质），应用铅不仅仅做到了极低的本钱，还可能供给12V的电压，且可以充电轮回应用。这类电池被普遍使用，车载蓄电池、早期电动车等都采取这类电池，截止2014年，寰球约售出了4470万块铅酸电池。

（镍镉电池，图来自VisualCapitalist）

1899年，瑞典人WaldemarJungner发明了镍镉电池（镍为阴极、镉为阳极，采用液体电解液），也就是小时候常常会用到的随身听、四驱车所用的充电电池，为古代电子科技打下了基础。不外这类电池有个巨大的毛病，也就是老一辈人时常会告知你充电池必需用完才干充电的原因，由于其化学特性的原因，假如未用完电量就充电，会发生“镉中毒”现象，导致电池“记忆”了“最低电量”，导致下次充斥电量缩小，所以匆匆就被市场淘汰了。

（碱性电池，图来自VisualCapitalist）

1950之后，加拿大工程师LewisUrry发明了现在非经常见的碱性电池（锌为阳极、镁氧化物为阴极，氢氧化钾为电解液，也就是碱性电池名字起源），就是平时生涯中常用的一次性电池，绝大多数都是不可充电的，当然也有特别设计的碱性电池能够充电，甚至还能够通过按压电池名义显示当前电量。全球售出超过100亿颗。

（镍氢电池，图来自VisualCapitalist）

1989年，第一款贸易镍氢电池问世（阳极为金属氢化物或储氢合金、阴极为氢氧化镍），耗时超过20年研发，由戴姆勒-奔跑和德国民众援助。通过新的配方，镍氢电池相较于镍镉电池进步了能量密度，并且传染减少。更重要的一点，镍氢电池没有“记忆效应”，所以不用像镍镉电池一样担忧使用问题。除了大批被使用于数码产品之外，还被早期的丰田Prius混动车所采用。

（锂离子电池，图来自VisualCapitalist）

1991年，索尼公司推出了第一款商业锂离子电池（阳极为石墨，阴极为锂化合物，电极液为锂盐溶于有机溶剂），由于锂电池的高能量密度和配方不同能够适应不同使用环境的特色，被当初广泛使用。

（左侧纵向为电流、右侧为单位功率、横向为能量密度）

上述多种电池历经200年历史才走到锂电池阶段，其目的就是为了更为轻便、玲珑、能量更高，期间很多人为此付出了巨大的尽力。

诺贝尔化学奖

锂元素是由JohanAugustArfwedson于1817年发现的。锂的特性决定了它异常合适做高能量密度、高电压的电池。

但是由于锂活性过于高，所以遇到水或者空气都可能发生剧烈反应甚至于熄灭和爆炸，如何“征服”它成为了电池发展的要害。此外，锂作为阳极时无可非议的了，但是如何寻找一种适配合阴极的材料成为了研究着正向追赶的目的。

（锂遇到水发生激烈反应）

1970年代暴发过一次石油危机，M·斯坦利·威廷汉（M.StanleyWhitTIngham）决定致力于研发新的能源科技解脱石油的约束。

M·斯坦利·威廷汉（M.StanleyWhitTIngham）

一开始他专一于研讨超级导体，然而偶尔发明了一种蕴含宏大能量的物资，能够作为锂电池的阴极。

经过多年的试验和研究，M·斯坦利·威廷汉终极采用用硫化钛锂（LixTIS2）作为锂电池的阴极材料，金属锂作为阳极材料，制成了一款锂电池。其电压可达到2.5V，并且在简直不丧失电量情况下循环1100次。但是，由于阳极材料中含有金属锂，而它活性太高，该电池十分不稳定，轻易发生焚烧或爆炸情形。

（锂枝晶现象）

那时，“大哥大”使用的就是这种电池，持有该技术的加拿至公司MoliEnergy，将产品问世不到半年，就由于起火爆炸问题而全球召回，从此一败涂地，后来被日本NEC公司收购。但NEC公司经由几年的检测和探索，终于弄明白了涌现问题的重要原因，在使用进程，阳极材料金属里会发生“锂枝晶”景象，使得阳极材料变形导致可能遇到阴极材料引起短路。虽然找到了原因，但却迟迟不得解决措施。

所以这款电池在商用研发的途径上，碰到了伟大阻碍。

呈现问题后，迷信家们想起了1938年Rüdorff提出的实践，“离子转移电池”方式（iontransfercellconfiguration）。于是决议采用一种材料可以替换金属锂作为阳极材料——石墨，阳极材料的目标就开释电子，而石墨的特征可以使电子贮存在碳元素之间，固然石墨相较于金属锂活性（储存电子才能）差一些，然而更加保险。

基于此发展，约翰·B·古迪纳夫（JohnB.Goodenough）也在研究阴极材料的改良，他猜测氧化锂化合物比硫化锂化合物要更为适合。

约翰·B·古迪纳夫（JohnB.Goodenough）

在经过一系列的实验研究后，1980年，古迪纳夫想外界展现了钴酸锂（LixCoO2）作为阴极的锂电池。

由于采用了石墨作为阳极,南都供以锂离子电池和铅电池为核心的产品、系统集成及服务，同时打造了“锂电池循环产业链”和“铅电池循环产业链”两大产业闭环。 公司销售遍及全球 158 个国家和地区，公司品牌“NARADA南都”享誉全球，这款电池局部解决了“锂枝晶”现象，避免了内部短路现象，又因为其阴极材料的选取，将电压提高至4V（甚至可以达到5V），总体来说相较于威廷汉的锂电池性能好良多、平安许多。

因为该思途经于前卫，又或者是MoliEnergy的教训太过于惨痛，当时不任何一家企业敢接古迪纳夫的发明，甚至本人的母校牛津大学都不乐意为其申请专利。但索尼公司伸出了橄榄枝，将其技巧利用于出产，辅助索尼一跃成为锂电池行业老大。

然而有一位科学家以为这还不够，日本的吉野彰（AkiraYoshino）以古迪纳夫的锂电池为基础，将阳极材料从石墨改为了石油焦。

吉野彰（AkiraYoshino）

虽然同为碳元素组成，但是以此到达了轻量化和持久性。这款电池能够充放电几百次也不失去机能。

实在从古迪纳夫开端，这两种锂电池已经不是化学反映产生的电能，而是“单纯”的阴阳极之间的电子流动发生的，而这种能量纯洁来自于外界充入的“适量”电子，存贮于两极之间，用于做功，所以其实这两款并不叫锂电池，而是锂离子电池（Lithium-ion）。

锂电池的将来

从1991年锂电池问世以来,锂电资源再生是在用电低峰期将空气加压输送到地下盐矿、废弃的石矿、地下储水层等。当用电负荷较大时，压缩空气就可与燃料燃烧，产生高温、高压燃气，驱动燃气轮机做功产生电能。应用的机组设备容量已达到几百兆瓦，已经阅历了很多的变更，但基本上都是基于上述三位的研究成果而来。从小处看，锂电池为便利生活、丰盛生活提供了可能，从久远看，未来使用可连续能源，例如风电、水电、太阳能是趋势，锂电池作为储能设备，能够将这些能源保留起来，并在需要时候使用，使得发电安装“去核心化”。（综合自虎嗅）

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