▎药明康德/报导
今天下午，2019年诺贝尔奖的最终一个自然科学类奖项揭晓——John Goodenough教授，Stanley Whittingham教授，以及吉野彰博士因在锂电池创造道路上所做的奠基性奉献，荣获本年的诺贝尔化学奖。
本年的诺贝尔化学奖得主John Goodenough教授（左）、Stanley Whittingham教授（中），以及吉野彰博士（右）（图片来历：参考资料[1]）
在曩昔的几十年里，只要寥寥无几的创造彻底改动了整个国际，其间就有锂电池的一席之地。举个简略的比如，假如没有锂电池，你现在就无法经过手头的这款设备读到这条新闻。
电池：年代一度的弃儿
锂电池是怎样诞生的呢？这还要从1960年代说起。其时，电池并不是什么新鲜玩意儿。咱们早就知道电池需求有两个电极，电极之间需求有电解质，让离子移动。电池的两个电极别离叫做阴极和阳极。在电池放电时，带正电的离子会从阳极跑到阴极，发生电流。
可想而知，用于两个电极与电解质的资料，决议了电池的功能。为了改造电池，科学家们需求测验各种不同的资料。这看上去是一件单调的事，也没有多少人乐意投身其间。
推出T型车的福特公司，在无意中激起了研讨电池的热潮（图片来历：By Harry Shipler (https://collections.lib.utah.edu/details?id=525524) [Public domain], via Wikimedia Commons）
但是1966年，福特公司彻底改动了这个状况。在推出了闻名的T型车后，福特公司决议出资电力驱动的轿车。为了供给车辆行进的动力，福特公司方案开发一种新的电池，贮存的能量要是原先的15倍之多。按想象，这种新电池每次只需求充电1小时，就能驾驭322公里，听起来十分吸引人。
从现在看，福特公司的豪言并没有真实实现。但这却在其时激起了一股研讨电池的热潮。“一会儿，一切的工作都改动了，电池不再是单调乏味的范畴”，Goodenough教授回忆说。这股对电池的疯狂一向继续到了70年代：在石油危机的影响下，人们越发信任，电力驱动才是未来。
锂电池的诞生
而锂电池便是人们提出的新式电池之一。其时任职于Exxon公司的Whittingham博士造出了锂电池的雏形。他指出，二硫化钛与锂有望成为一种全新的电池体系。这两者之间的电化学反响十分敏捷，且在环境温度下是可逆的。这标明咱们能够给这种电池充电。在1976年的一篇《科学》论文中，Whittingham博士指出二硫化钛是能作为阴极的新一代固体资料。
短短两页论文，带来了锂电池的雏形（图片来历：参考资料[2]）
但锂电池的雏形并没有得到广泛应用，这背面有着多种原因。首要，二硫化钛太贵了（其时价格每公斤1000美元），不适合作为电池的资料。其次，在与空气触摸后，二硫化钛也会发生硫化氢。这种分子不只具有恶臭气味，还对动物有毒性。此外，金属锂制成的电极十分生动，简单带来起火或爆破等安全隐患。考虑一再，Exxon公司决议抛弃这款锂电池的研制方案。
但其他科学家们并没有抛弃此类新式电池。已然问题出在电极的资料上，或许替换电极就能解决问题。1980年，Goodenough教授的团队做出打破。他们发现锂的金属氧化物或许能成为锂电池的电极。一方面，它仍然能开释锂离子；另一方面，它更为安稳，没有安全隐患。在当年的《Materials Research Bulletin》杂志上，他的团队标明钴酸锂（LiCoO2）能成为锂电池的阴极资料。时至今天，咱们依旧在运用这种资料制作锂电池。
锂电池的结构示意图（图片来历：By Colintheone (https://avs.scitation.org/doi/10.1116/1.4983210) [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], via Wikimedia Commons）
而电池另一极的研制则略微遇到了些弯曲。同样是在1980年，一些科学家指出，石墨或许能成为锂电池的阳极资料。但是电池中的一些可溶分子会刺进到石墨的碳结构中，形成损坏。而吉野彰博士与其搭档则运用聚乙炔（polyacetylene）作为阳极资料，一举取得了成功。1985年，使用钴酸锂和聚乙炔，吉野彰博士制作出了榜首块现代锂电池。1991年，索尼与旭化成株式会社一起推出了榜首块商业化的锂电池。一个簇新的年代到来了。
自那时起，这三人就一向被视为诺贝尔化学奖的有力竞争者，却屡次与获奖无缘。现在，间隔这些科学家们的立异创造，现已曩昔了30多年。而今天颁发他们的诺贝尔化学奖，也是对他们为这国际所作严重改动的最佳认可！
本文题图：Photo by Adam Baker, 'Nobel Prize Medal in Chemistry' CC BY 4.0 (https:///photos/atbaker/8459286843), via Flickr
参考资料：
[1] Retrieved October 9, 2019, from
[2] M. S. Whittingham (1976), Electrical Energy Storage and Intercalation Chemistry, Science, DOI: 10.1126/science.192.4244.1126
[3] K.Mizushima et al., (1980), LixCoO2 (0
[4] G. E. Blomgren (2017), The Development and Future of Lithium Ion Batteries, Journal of The Electrochemical Society, DOI: 10.1149/2.0251701jes
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