三位從事鋰電池研究的科學(xué)家獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)！這將給社會(huì)帶來(lái)哪些巨變？

三位科學(xué)家，他們“馴服”了鋰離子，為所有人創(chuàng)造了一個(gè)可重復(fù)充電“超長(zhǎng)待機(jī)”的世界。時(shí)至今日，鋰離子電池這種輕巧、可充電且功能強(qiáng)大的發(fā)明，出現(xiàn)在每個(gè)人都熟悉不已的手機(jī)、筆記本電腦、電動(dòng)汽車等幾乎所有電子類產(chǎn)品中。它還可以存儲(chǔ)來(lái)自太陽(yáng)能和風(fēng)能的巨大能量，從而使無(wú)化石燃料社會(huì)成為可能。

人人都愛鋰離子電池

現(xiàn)在，于全球范圍內(nèi)，你都能看到鋰離子電池正在為人類的日?；顒?dòng)提供動(dòng)力。其中最常見的方式就是為便攜式電子設(shè)備供電。

我們離不開它。因?yàn)槊刻炷愣家褂眠@些便攜式電子設(shè)備進(jìn)行通訊、工作、學(xué)習(xí)、聽音樂(lè)以及搜索知識(shí)。同時(shí)，鋰電池還促進(jìn)了遠(yuǎn)程電動(dòng)汽車的開發(fā)，以及對(duì)可再生能源（例如太陽(yáng)能和風(fēng)能）的能量存儲(chǔ)。

追溯起來(lái)，鋰離子電池的基礎(chǔ)，其實(shí)是在1970年代的石油危機(jī)期間奠定的。今年的獲獎(jiǎng)?wù)咧凰固估せ萃⒍蚰?，致力于開發(fā)可能帶來(lái)無(wú)化石燃料能源技術(shù)的方法。他通過(guò)研究超導(dǎo)體發(fā)現(xiàn)了一種能量非常豐富的材料，將其用于在鋰電池中創(chuàng)建新的陰極——它由二硫化鈦制成的，該二硫化鈦在分子水平上具有可以容納（嵌入）鋰離子的空間。

電池的陽(yáng)極部分，則由金屬鋰制成，這種金屬具有強(qiáng)烈的釋放電子的動(dòng)力。

雖然一個(gè)電池就此產(chǎn)生了。但是金屬鋰相當(dāng)活潑，容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致電池具有爆炸性，還無(wú)法使用。

正負(fù)極材料的艱難選擇

被譽(yù)為“鋰電池之父”的約翰·古迪納夫曾作出了一項(xiàng)預(yù)測(cè)，他認(rèn)為如果使用金屬氧化物而不是金屬硫化物制成陰極，則陰極將具有更大的潛力。經(jīng)過(guò)仔細(xì)地搜索與研究，他在1980年證明了嵌入了鋰離子的氧化鈷，可以產(chǎn)生高達(dá)4伏的電壓。這是一項(xiàng)重要的成果。

突破出現(xiàn)在1985年，在古迪納夫?qū)﹄姵仃帢O研究的基礎(chǔ)上，今年獲獎(jiǎng)?wù)咧患罢媒K于成功創(chuàng)建了首個(gè)商業(yè)上可行的鋰離子電池。他沒(méi)有在陽(yáng)極中使用反應(yīng)性鋰，而是使用了石油焦炭，這種碳材料，可以像陰極的氧化鈷一樣，讓鋰離子嵌入。

于是，人們看到了一種重量輕且堅(jiān)固耐用的電池，在其性能下降之前甚至可以充電數(shù)百次。而這種鋰離子電池最大優(yōu)點(diǎn)在于，它們不再是基于分解電極的化學(xué)反應(yīng)，而是基于鋰離子在陽(yáng)極和陰極之間來(lái)回流動(dòng)。