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2019年10月9日，瑞典皇家科学院在斯德摩尔摩宣告，将本年度的诺贝尔化学奖颁发美国固体物理学家约翰·巴尼斯特·古迪纳夫（John B. Goodenough），英国化学家斯坦利·威廷汉（Stanley Whittingham）和日本化学家吉野彰（Akira Yoshino），以赞誉他们在开发锂离子电池方面作出的出色奉献，三位科学家将平分诺贝尔化学奖奖金。
2019年诺贝尔化学奖获得者（图片来历：https://）
锂离子电池为什么能这么优异？
锂离子电池是一种二次电池。所谓的二次电池，是差异于一次电池，即原电池（放电后不能再充电使其恢复的电池），二次电池是可充电电池。
锂离子电池主要由正极、负极、电解液、隔阂、外电路等部分组成。其作业原理是依托锂离子在正极和负极之间的移动来作业。在充电进程中，锂离子从正极材猜中脱出，通过电解液传输至负极，电子由负极经外电路搬运至正极；而在放电进程中，锂离子和电子的运动方向则与充电进程相反。在当时最常见的一种可重复充放电的锂离子电池中，正极是钴酸锂资料，负极是碳资料。
1912年，锂金属电池最早由吉尔伯特·牛顿·路易士（Gilbert N. Lewis）提出并研讨，但因为金属锂的化学性质生动，其加工、保存和运用对环境要求十分高，使得锂电池在很长一段时间内都没有得到运用。20世纪70年代，美国迸发石油危机，但是风能、太阳能等可再生动力存在间歇性，急需可充电电池贮存动力。此刻，宾汉姆顿大学化学教授斯坦利·惠廷厄姆（M. Stanley Whittingham）在纽约起草了锂电池的初始设计方案，选用硫化钛作为正极资料，金属锂作为负极资料，制成了首个新式锂电池。锂离子电池是由锂电池开展而来的，锂离子电池的概念始于1972年米歇尔阿曼德等提出的“摇椅式”电池。索尼公司将锂离子电池在1991年开端商业化出产，标志着锂离子电池年代的到来。通过世界各国科学家的尽力，锂离子电池正在向更为高效安全的方向开展。
为什么是这三位科学家获奖？
世界上并不缺少研讨锂离子电池的科学家，那么为什么此次获奖的偏偏是John B. Goodenough， Stanley Whittingham和Akira Yoshino呢？
商业化正极资料奠基人—John B. Goodenough
约翰·巴尼斯特·古迪纳夫（John B. Goodenough），1922年出生于德国，目前为美国德州大学奥斯汀分校机械工程系教授，闻名固体物理学家，是钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂正极资料的发明人，锂离子电池的奠基人之一，被誉为“锂离子电池之父”。1979年Goodenough发现，将钴酸锂（LiCoO2）作为电池的阴极，将除锂之外的金属资料作为阳极，可以完成高密度的能量贮存。这一发现为锂离子电池的开展铺平了路途，促成了可充电锂离子电池的广泛运用。1983年，Goodenough、M.Thackeray等人发现锰尖晶石是优秀的电池阳极资料。锰尖晶石具有贱价、安稳和优秀的导电、导锂功能。其分化温度高，且氧化性远低于钴酸锂，即便呈现短路、过充电，也可以防止焚烧、爆破的风险。1989年，Goodenough、A.Manthiram发现选用聚电解质（例如，硫酸盐）的阳极将发作更高的电压。此外，他还与日本学者金森顺次郎一起提出“古迪纳夫-金森规律”（Goodenough-Kanamori rules）。索尼在1991年根据Goodenough理论制造出了世界上第一款商用锂电池，从此手机、照相机、手持摄像机甚至电动轿车等范畴各自步入了便携式新动力年代。值得一提的是，97岁高龄的Goodenough老爷子打破了诺奖最高龄得奖记载，在此之前，这个记载归于96岁高龄获得2018年诺贝尔物理学奖的阿瑟·阿什金。
John B. Goodenough教授（图片来历：bing.com/images）
嵌入原理的提出者，处理锂离子电池安全性问题—Stanley Whittingham
斯坦利·威廷汉（Stanley Whittingham），1941年出生于英国，英裔美国化学家，现任纽约州立大学石溪分校化学系出色教授，纽约州立大学宾厄姆顿分校化学教授、资料研讨和资料科学与工程研讨所主任、纽约电池和储能联合会（NYBEST）董事会副主席。2015年，Whittingham教授因在锂离子电池范畴的开创性研讨获得科睿维安化学范畴引文桂冠奖。2018年因将插层化学运用在储能资料上的开创性奉献，中选美国国家工程院院士。
锂离子电池作业时发作的电化学反响简单使它爆破。当过充时，电池可能会自燃。即便处理了有关爆破的安全性问题，电池在重复作业进程中也会逐步衰减。为了处理安全性问题，Whittingham教授提出了一种新的电池作业原理-嵌入，奠定了新式锂离子电池成功商业化的根底。在20世纪70年代，Whittingham教授上任于美国石油巨子Exxon公司并开发了第一代锂离子电池：以TiS2为正极，Li-Al合金为负极的根据锂离子嵌入式反响的二次电池。近几年，Whittingham课题组重点在研讨一种新的锂电正极资料VOPO4，这种资料和现已工业化的LiFePO4相似，都是多阴离子过渡态金属化合物，比起传统的氧化物，它们具有优异的安全功能，价格也比运用Co的LiCoO2，NMC，NCA要廉价许多。
Stanley Whittingham教授（图片来历：bing.com/images）
制备出第一个可充电锂离子电池原型—Yoshino Akira
吉野彰（Yoshino Akira），1948年出生于日本大阪，自2015年至今担任旭化成（株）吉野研讨室室长，日本化学家，现代锂离子电池（LIB）的发明者，曾获得工程学界最高荣誉全球动力奖与查尔斯·斯塔克·德雷珀奖。1983年，吉野运用钴酸锂（LiCoO2；锂和氧化钴的化合物，由约翰·巴尼斯特·古迪纳夫、水岛公一等人发现）开发阴极，运用聚乙炔开发阳极，在1983年制备出生界第一个可充电锂离子电池的原型。而且战胜许多技能问题，彻底消除金属锂，在1985年确立了可充电含锂碱性锂离子电池（LIB）的基本概念，获得日本注册专利。吉野彰的锂电池突破了以往镍氢电池的技能约束，敞开了举动电子设备的革新。因为极高的安全性、安稳的能量输出以及合理的价格，锂离子电池最总算在1991年由SONY初次商业化。2014年，美国国家工程院公认John B. Goodenough、西义郎、Rachid Yazami和吉野彰为现代锂离子电池所做出了前驱性和抢先性的根底作业。
Yoshino Akira教授（图片来历：bing.com/images）
正是因为这三位科学家和暗地的来自世界各国的科学家的不断尽力，现在锂离子电池的工业现已挨近每年几十亿美元，为人类的日常日子供给许多动力。但是，考虑到未来电动轿车的浪潮，电池制造商和科学家们将面对更为严峻的检测，以扩展车辆的续航路程和进步电池的耐久性以便能一起接受严格的继续驱动和短程游览。最终，再次向这三位获奖科学家表示感谢和恭喜！
自动驾驶轿车需求更微弱的电池（图片来历：https://）
参考资料：
[1] Armand, M.; Tarascon, J. M., Building better batteries. Nature 2008, 451 (7179), 652-657.
[2] Tarascon, J. M.; Armand, M., Issues and challenges facing rechargeable lithium batteries. Nature 2001, 414 (6861), 359-367.
[3] Armand, M.; Murphy, D.; Broadhead, J., Materials for Advanced Batteries. 1980.
[4] Nishi, Y., The development of lithium ion secondary batteries. The Chemical Record 2001, 1 (5), 406-413.
[5] https://www.nobelprize.org/
