2019诺贝尔化学奖是锂离子电池的胜利!( 六 )

制作电池需要两个电极,离子在电极之间移动。电极之间的电解质溶液作为离子移动的介质。帯负电的电极为阳极,帯正电为阴极。当电池放电(如为电器供电)时阳离子从阳极到阴极运动产生电流。可充电电池在外接电源充电的过程中,阳离子重新回到阳极储存电能。

几乎所有电池设计最后都归结到阳极、阴极及电解质材料的选择。它们决定了电池的储电能力和放电速度。

早在1859年,Gaston Planté 就发明了铅酸电池(使用铅电极和硫酸电解液)。二十世纪早期,使用铅酸电池的电动汽车性能似乎优于使用汽油的内燃机汽车。内燃机噪音很大而且很脏,启动时还要摇动沉重的手柄。相比之下,电动汽车容易操作而且安静。然而,汽车电子打火装置等一系列发明使内燃机逐渐占据优势。几十年来,很少人认为电动汽车会取代内燃机汽车。

商业创新使用电能替代内燃机的想法卷土重来。世界各地的研究者争相研究电池,希望成为下一个福特。那时还在MIT工作的 Goodenough 说,一切突然发生了改变,电池的研究不再无聊了。这种狂热持续到了下个十年,并随着阿拉伯石油禁运的影响变得越发高涨。

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