鋰電池是怎么一路走過(guò)來(lái)的？【圖】
鋰電池是怎么一路走過(guò)來(lái)的？今年的諾貝爾化學(xué)獎，頒給了一個(gè)老年天團，以此來(lái)獎勵他們，對鋰電池做出的貢獻。
說(shuō)起鋰電池，大家應該不陌生，它被廣泛應用在生活的各個(gè)方面，甚至沒(méi)它你都活不下去。
所以獲獎消息一出來(lái)，人們驀然回首望向手機，忍不住發(fā)出感嘆：
有很多小伙伴可能還不知道，這三位獲獎?wù)?，主要有哪些成就？看起?lái)平平無(wú)奇的鋰電池，究竟牛在哪？不要急，接下來(lái)就為大家講解鋰電池的發(fā)展之路。
電池的原理
在了解電池之前，我們要先來(lái)說(shuō)說(shuō)原子。大家都知道，物質(zhì)是由原子組成的，而原子是有原子核和電子組成的，它們倆的關(guān)系，就好像大爺遛鳥(niǎo)：
那么鳥(niǎo)有多少只，要根據大爺的實(shí)力來(lái)定，有的大爺賊弱，比如氫原子，就只有一只鳥(niǎo)。
而有的大爺實(shí)力強勁，比如氧原子，周?chē)鷩?zhù)一堆鳥(niǎo)。
大家發(fā)現沒(méi)，這些鳥(niǎo)可不是瞎飛的，而是一層一層的飛。
一個(gè)穩定的原子結構，最外層的電子數一般是這樣的：
但是呢，世上哪有那么多穩定的事情，大部分時(shí)候，人生總是會(huì )出現各種幺蛾子，就比如：
于是，一個(gè)關(guān)于電池的故事就這么展開(kāi)了…
話(huà)說(shuō)，在一個(gè)電解質(zhì)小區里，有兩棟樓。
這時(shí)候，正極樓里的大爺喬裝打扮一番，展開(kāi)了誘惑大法。
而負極樓里的電子被愛(ài)情沖昏了頭腦，直接上演跑路戲碼，不帶一絲留戀。
如果負極樓里面的電子組團一起跑，奇跡就出現了：
所以這個(gè)故事告訴我們：
開(kāi)個(gè)玩笑。這個(gè)故事，其實(shí)就是電池的原理，總結起來(lái)就是這樣子的：
利用正負極得失電子的原理，科學(xué)家們很早就發(fā)明出了電池，比如：
但是呢，這些電池有一些問(wèn)題，比如：
于是大家又開(kāi)始思考：能否發(fā)明出一種電池，又環(huán)保，又輕盈，戰斗力又強，還很持久呢？
于是，鋰電池登上了歷史的舞臺。
鋰電池
簡(jiǎn)單來(lái)講，獲獎的這三位科學(xué)家，就是做了這些事：
咱們一個(gè)一個(gè)來(lái)看。
首先出場(chǎng)的科學(xué)家是斯坦利·惠廷厄姆，他千挑萬(wàn)選，最終選出一個(gè)角色登上C位——鋰。
為啥要選它呢？我們來(lái)看一下它的結構：
就像是這樣：
同時(shí)，鋰又是最輕的金屬，用來(lái)做電池材料，會(huì )使電池更加輕盈。
依靠著(zhù)這些優(yōu)勢，鋰成功當選了電池的負極材料。
于是電解質(zhì)小區，便迎來(lái)了負極住宅樓，金屬鋰。
接下來(lái)的問(wèn)題就成了：給它找個(gè)什么樣的正極鄰居呢？
尋尋覓覓，斯坦利·惠廷厄姆最終宣布：
二硫化鈦有個(gè)優(yōu)勢：相比于金屬鋰，有著(zhù)較高的電勢。
正負極的電勢相差越大，產(chǎn)生的電壓就越大，于是，鋰大爺的鳥(niǎo)兒們跑去二硫化鈦家時(shí)，電壓立馬達到了2V。
于是，鋰電池誕生了。以下是鋰電池充放電的過(guò)程：
輕便環(huán)保能充電，是不是還挺完美的？然鵝，這時(shí)候的鋰電池，存在著(zhù)兩大問(wèn)題：
于是，另外獲獎的兩位科學(xué)家，就集中在這兩個(gè)問(wèn)題上，瘋狂尋找對策。
首先出場(chǎng)的是約翰·古迪納夫教授，人家的英文名字叫John.B.Goodenough，你們感受下。
“很不錯”教授，先解決了電壓不夠猛的問(wèn)題：他找啊找，找到了電勢更高的正極材料鈷氧化物，于是，電壓飆到了4V：
正極房子被替換后，科學(xué)家吉田彰又對電池的負極房子動(dòng)了手腳：既然金屬鋰是個(gè)危房，隨時(shí)要出大事，干脆拆掉！
哈哈，主角當然要留著(zhù)，吉田彰給住戶(hù)鋰大爺蓋了一個(gè)更結實(shí)的房子，石油焦。
然后故事的走向就變成了：大家和諧愉快的用愛(ài)發(fā)起了電。
通過(guò)這件事，吉田彰教授給了我們一個(gè)啟示：
當時(shí)，日本索尼公司率先在隨身聽(tīng)設備上使用了鋰離子電池，開(kāi)啟了電子消費設備的新時(shí)代。
在那之后，鋰離子電池依然在發(fā)展，比如“很不錯”教授又研究出了新的正極材料磷酸鐵鋰，進(jìn)一步加強了電池的安全性。
這是目前電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)大巴車(chē)、數據中心等所用電池的常用材料。
以上就是鋰電池的發(fā)展之路，我們應該感謝這三位科學(xué)家，為鋰電池的發(fā)展和應用開(kāi)創(chuàng )了道路。其中，作為年齡最大的諾貝爾獎得主，已經(jīng)是高領(lǐng)97歲的“很不錯”教授，依然奮斗在研究的前線(xiàn)。電池的創(chuàng )新之路，依然還在繼續。
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