详解2019诺贝尔化学奖:他们发明了世界最强大的电池( 九 )

古迪纳夫和上世纪1970年代的许多人一样,都深深受到了石油危机的影响,于是他希望能够为能源的替代选择做出贡献。然而,林肯实验室是由美国空军资助的,并不允许从事这类研究。因此,当他被提供一个在英国牛津大学担任无机化学教授的机会时,他抓住了机会并最终一头扎进了重要的能源研究领域之中。

当锂离子与氧化钴结合时所产生的高电压

古迪纳夫知道威廷汉发明的革命性的新电池技术,但他对于物质内部结构的专业知识告诉他,如果电池的阴极用金属氧化物,而不是金属硫化物来制作,那么阴极的电势将可以更高一些。于是他的研究组的几位成员被交代了一项任务,寻找合适的金属氧化物,其应当可以在锂离子作用下可以产生比较高的电压,并且当这些离子被去除时也不会出现问题。

这一系统性搜寻的结果要比古迪纳夫原先设想的高得多。威廷汉的电池可以产生略多于2伏特的电压,但古迪纳夫发现,在阴极中使用钴酸锂材料的电池产生的电压将可以提升两倍,达到4伏特。在这其中的一项关键性发现是,古迪纳夫意识到,电池并不需要保持在充电状态下才能生产,而在此之前一直就是这样做的。相反,它们可以在被制造出来之后再充电。在1980年,他对外公布了这项全新的,高能量密度的阴极材料。尽管它分量很轻,却同样可以制造出性能强劲的电池。这是人类进入移动时代的关键一步。

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