锂电池的前世今生——诺贝尔化学奖获奖研究解读

参考消息网10月11日报道 美媒称，锂电池改变了世界，而且才刚刚问世30年左右。今年的诺贝尔化学奖颁给了三位与此密切相关的科学家。

据美国沃克斯网站10月9日报道，很有可能，你此刻阅读此文所用的设备就是依靠锂电池供电。锂电池正在得到日益广泛的应用。它不仅为我们口袋里的科技产品供电，而且为电动汽车、有时还为住宅供电。

美国得克萨斯大学奥斯汀校区工程学教授约翰·古迪纳夫、美国宾厄姆顿大学化学教授斯坦利·惠廷厄姆与日本旭化成工业公司化学家吉野彰将平分900万瑞典克朗（约合91.3万美元）的奖金。

97岁的古迪纳夫成为最年长的诺贝尔奖得主。他还没退休。

诺贝尔奖委员会指出，这三位科学家“为无线和无化石燃料社会创造了适当的条件，为人类带来了最伟大的福祉”。因此，他们实至名归。

但是，他们并非以合作的方式完成了发明，而是在各自岗位上不断完善彼此的成果而取得成功的。

正如诺贝尔奖委员会所言，锂电池的故事始于惠廷厄姆。20世纪70年代石油危机期间，他是埃克森公司的一名工程师。面对未来可能出现的石油短缺问题，该公司投入人力财力研制充电电池。当时的充电电池体积大、笨重，而且输出功率太低。

惠廷厄姆考虑用锂元素制造一种新型电池。锂是元素周期表中最轻、最易起化学反应的元素之一（容易失去电子）。但是，这些让锂成为电池理想选择的特性也让它不够稳定，容易着火。惠廷厄姆成功研制了我们今天看到的锂电池的前身。但是，这种电池有点危险，很容易爆炸。当石油危机逐渐平息时，埃克森公司不再重视相关研究。

然后，到了20世纪80年代，古迪纳夫采用了这种设计并加以改进，重新设计了电池的阴极，将电池输出功率从2伏增加到4伏。但是，电池仍然有点危险，因为阳极的锂仍然可能着火。

这就要说到吉野彰了：他重新设计了电池的阳极，用碳包住锂。这样一来，电池就安全了，锂不会再发生危险的反应了。

诺贝尔奖委员会解释：“随后，世界各地的研究人员查遍了元素周期表，试图研制出更好的电池，但是迄今尚无人成功发明比锂电池容量更大、电压更高的电池。”

因此，电池还有很大改进空间。为了实现电池储存更多可再生能源的目的——足以满足美国全部能源需求并帮助我们彻底摆脱化石燃料——必须提高电池的能量密度。电池的价格也必须降低。

2017年，古迪纳夫曾告诉《纽约时报》记者：“当今社会，一件重要的事情就是我们要戒除对化石燃料的依赖，如果我们能生产出与内燃机汽车一样便捷而价廉的电动汽车，我们就能实现公路上没有二氧化碳排放的目标。”为了实现这个梦想，他仍在努力探索下一代电池。

但就目前而言，锂电池仍然是打造零碳排放未来的最重要支柱之一。