详解2019诺贝尔化学奖:他们发明了世界最强大的电池( 十 )

日本公司迫切渴望轻质电池用于新型电子产品供电

然而,在西方,随着石油价格下探,对于寻找替代能源,以及开发不使用石油的电动车的投资热情开始出现下降。但是在日本,情况就完全不同。电子公司拼了命想要得到一种轻质,且可反复充电的电池,用于为他们的便携式摄像机,无线电话机和计算机供电。其中一个看到了这种巨大需求的人,便是日本旭化成株式会社的吉野彰。正如他自己所言的那样:“这就像嗅出趋势的大方向。你可以说,我这方面的嗅觉比较灵敏。”

吉野彰开发了第一个可商用锂离子电池

当吉野彰决定开发一种功能性可充电电池时,他选择了古迪纳夫的钴酸锂作为阴极,并尝试使用各种碳基材料作为阳极。此前研究人员已经证明,锂离子可以插入到石墨的分子层中,但是石墨会被电池的电解液分解。当吉野彰尝试使用石油焦(石油工业的副产品)时,他终于找到了灵感。他用电子给石油焦充电,发现锂离子被吸进了材料中。然后,当他打开电池时,电子和锂离子流向阴极的钴酸锂,而钴酸锂的电势要高得多。

吉野彰开发的电池具有工作稳定、重量轻、容量大的优点,能产生4伏的电压。锂离子电池最大的优点是离子能嵌入到电极上。其他大多数电池都是基于化学反应,而在化学反应中,电极会缓慢而稳定地改变。当锂离子电池充电或放电时,离子在电极之间流动,不与周围环境发生反应。这意味着电池的寿命更长,在充电数百次后性能才会下降。

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