北京时间10月9日下午,瑞典皇家科学院宣布,2019年诺贝尔化学奖授予约翰·B·古迪纳夫(John B.Goodenough)、斯坦利·惠廷厄姆(M.Stanley Whittingham)和吉野彰(Akira Yoshino)3位科学家,以表彰他们“对锂离子电池发展”的贡献。

图片来源:人民日报客户端

    2019年锂离子电池研究终于等来了诺贝尔奖。这种重量轻、可再充电且功能强大的电池,如今被用于从手机到笔记本电脑和电动汽车的各个领域。它还可以储存大量来自太阳能和风能的能源,使一个无化石燃料的社会成为可能。

    实际上,从锂电池早期概念的提出到商业化再到不断继续发展,大量的科学家、工程师都做出了贡献。而此次诺贝尔化学奖授予的这三位科学家,做出了最为奠基性的成果,均享有“锂电池之父”的美誉,正如诺奖官网上发布的文章所言“他们创造了一个可充电的世界”。

    上世纪70年代,世界石油危机成为学术界关切的问题。今年的获奖者之一惠廷厄姆,正是从那时起致力于开发无化石燃料的能源技术方法。他采用硫化钛作为正极材料,金属锂作为负极材料,制成首个锂离子电池。

    紧随其后,古迪纳夫在惠廷厄姆的研究基础上继续研发,发明了锂离子可充电电池和钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂正极材料,并发现了古迪纳夫-金森法则,用于确定超交换(superexchange)材料磁性符号。诺奖颁奖词中说他“将锂电池的潜力翻了一番”。1991年,索尼基于古迪纳夫的理论,制作出了世界上第一款商用锂电池。

    现代锂离子电池的发明者吉野彰运用钴酸锂开发阴极,运用聚乙炔开发阳极,在1983年制出世界第一个可充电锂离子电池的原型;1985年彻底消除金属锂,完全基于锂离子,这让电池的使用更加安全可行。至此,为锂离子电池的商用已经打好了基础。

吉野彰的电池 图片来源:诺贝尔奖官网

    对研究锂电池的科研工作者来说,这次锂离子电池的科研人员获诺奖可以说是众望所归。

    目前锂电池已经应用到人们生活的方方面面,我国也是锂电池主要的生产国之一。根据中国化学与物理电源行业协会统计的数据,2018年我国锂离子电池营业收入达到1727亿元,较2017年的1589亿元增长8.7%。锂离子电池的产量由1009亿瓦时增长到1242亿瓦时,增长23.1%。

    我国锂电池产业链也较为完善。据统计,从上游原材料到下游电池,涉及的上市公司多达92家。其中,以宁德时代、比亚迪为代表的一批企业已成为参与全球配套的产业链龙头企业。