2019诺贝尔化学奖是锂离子电池的胜利!( 七 )

电能重新回到了舞台,Goodenough 也加入了竞争。在之后的二十年里,他发明或参与发明了现代电池发展中几乎所有的主要成果。

第一代锂电池

Goodenough 在牛津大学工作时,英国化学家 Stan Whittingham 在电池领域取得重大突破。他和斯坦福大学的同事共同发现了在硫化钛层片之间存储锂离子的层状电极材料。锂离子可以在电极间来回穿梭,具备充电能力,并且可以在室温下工作。Wittingham 用化学术语 intercalation(夹层)命名这种存储方式。

这个消息吸引了广泛关注。石油巨头埃克森美孚邀请 Whittingham,依据他在斯坦福的工作,秘密研制新型电池。1976年,埃克森美孚申请了锂电池发明专利。

在此之前的60年里,消费类电子产品的标准电池是一次性碳锌电池。(和它相比,铅酸电池庞大沉重,只能用于汽车。)同时使用的还有镍镉电池。Whittingham 的成果以轻便和电量足的特点超越了这两种电池。如果研究成功,它将能给更小更便携的设备供电。

但还有个物理规律挡在前面。锂电池工作的电化学反应使它容易爆炸。当过充时,电池可能自燃。即便你小心避免了这些问题,电池也会在反复充放电过程中逐渐衰减。实验室爆炸和电池衰减这些问题困扰着 Whittingham 的工作。

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