诺贝尔化学奖终于给了锂电池的贡献者

从智能手机、笔记本电脑到电动车等消费电子产品，再到风能、太阳能等大型储能装置，如今锂离子电池已成为我们生活中不可或缺的“能量源”。

可以说小电池大作用，这个推动人类社会前进的发明终于获得诺贝尔奖的认可。（2019年）10月9日，瑞典皇家科学院宣布，将2019年诺贝尔化学奖授予来自美国的科学家约翰·古迪纳夫、斯坦利·惠廷厄姆和日本科学家吉野彰，以表彰他们在锂离子电池研发领域作出的贡献。

据诺贝尔化学奖评选委员会介绍，轻巧、可充电且能量强大的锂离子电池已在全球范围内被广泛应用，从而使无化石燃料社会成为可能。

本届诺贝尔化学奖花落锂离子电池可谓众望所归。早在20世纪70、80年代，三位获奖研究者就确立了现代锂离子电池的基本框架，20世纪90年代起，锂离子电池开始大规模进入市场，如今已几乎无处不在。

锂离子电池主要由阴极、阳极、电解液、隔膜、外电路等部分组成，依靠锂离子在阴阳极之间的移动产生电流。电池阴阳极材料的选择对于能效和安全性至关重要。目前最普遍的可充电锂离子电池，使用钴酸锂材料为阴极，碳材料为阳极，具有能量密度高、循环寿命长、安全可靠等优点。

20世纪70年代的石油危机催生了对新能源储能的需求，也推动了电池研发，为未来锂离子电池打下基础。当时正致力于超导体研发的惠廷厄姆创新地使用二硫化钛作为阴极材料存储锂离子，以金属锂作为部分阳极材料，制成了首个新型电池。但由于金属锂化学特性过于活泼，这种电池具有易爆炸的潜在危险。

这时，正如其名的意译“足够好”（Goodenough）一样，古迪纳夫贡献了“足够好”的新灵感。古迪纳夫曾作为航空气象兵参加二战，战后又赴美国芝加哥大学深造获物理学博士学位。古迪纳夫推测，如果用金属氧化物来替代金属硫化物制造阴极，电池将具有更大的潜力。经过系统研究，他在1980年证明了嵌入锂离子的氧化钴可以产生4伏的电压。

在远隔重洋的日本，吉野彰研发的阳极材料和古迪纳夫的阴极材料形成“天作之合”，1985年开发出了首个接近商用的锂离子电池。吉野彰并未使用活泼的金属锂做阳极，而是发现，石油焦炭是更好的材料。

但吉野彰曾因找不到合适的阴极材料而苦恼。直到他读到古迪纳夫的论文，才兴奋地说“他的发现给了我所需要的一切”。至此，以钴酸锂为阴极，以碳材料为阳极，锂离子在阴阳极之间运动产生电流的锂离子电池诞生了。

1991年，两人合作发明的锂离子电池正式上市销售，它轻巧耐用、安全可靠，在性能下降前可充放电数百次。

可以说锂离子电池上市后，快速改变了人们的生活。正是这种电池奠定了无线、无化石燃料社会的基础，对人类具有极大益处。

诺贝尔委员会成员评价获奖成果时说：“这一神奇电池所带来的巨大的、惊人的社会影响有目共睹。”诺贝尔委员会还说，获奖研究有助于我们从由化石燃料驱动的生活方式转向由电能驱动的生活方式，对于应对气候变化也至关重要。