鉅大LARGE | 點擊量：1109次 | 2020年07月18日
鋰電池研發(fā)為什么能獲諾獎？
2019年諾貝爾獎獲得者公布，日本學(xué)者吉野彰及另兩位英美學(xué)者因為對研發(fā)鋰離子電池貢獻卓著，共同榮獲2019年諾貝爾化學(xué)獎。今天，筆者跟大家一起聊聊"鋰電池"的前世今生以及為何能獲得諾貝爾化學(xué)獎。
鋰電池的前世今生
鋰電池的誕生要從發(fā)現(xiàn)"鋰"元素開始，1817年，瑞典化學(xué)家化學(xué)首次將鋰從一個瑞典小島的礦石樣本中提取出來。鋰這個名稱還是從希臘語中的石頭、石子中獲得的靈感從而命名，雖然聽起來很"重"，實際上"鋰"是目前已知的最輕的固體元素。
鋰元素在化學(xué)周期表中的位置
化學(xué)周期表大家在中學(xué)時代想必是背的滾瓜爛熟，從化學(xué)周期表中可以得知，鋰的相對原子質(zhì)量為6.94，屬于第一族或第二周期，是已知元素（包括放射性元素）中金屬活動性最強。上高中的時候老師都做過一個實驗，把一塊鋰扔在水里或者暴漏在空氣中都會迅速燃燒。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
鋰遇水燃燒
鋰在空氣中燃燒
鋰元素如此的不穩(wěn)定，怎么變成當(dāng)代生活中不可缺少的鋰電池呢？
要想成為好的能量載體，就要以盡可能小的體積和重量，存儲和搬運更多的能量。從鋰元素搖身一變成為鋰電池，正是源于鋰電池的三大特性
1：鋰原子相對質(zhì)量小
2：得失電子能力強
3：電子轉(zhuǎn)移比例高
這三點大家可以在元素周期表中得出結(jié)論，元素周期表上面的元素比下面的元素要好，左邊的元素比右邊的元素要好。當(dāng)然這時候肯定會有人說，按你說的氫元素不應(yīng)該是最佳能量載體么？當(dāng)然，我不否認，氫元素是自然界最好的能量載體，要不然為什么氫燃料電池的研究一直方興未艾呢，氫元素只能說是未來的發(fā)展前沿，現(xiàn)在的技術(shù)還不成熟。
所以選擇鋰元素來做電池，是基于地球當(dāng)前的所有元素中，我們能夠找到的相對優(yōu)解。
鋰電池為何能獲得諾貝爾化學(xué)獎
講完了"鋰"的前世今生，相比大家也都了解了一些鋰元素能夠成為現(xiàn)當(dāng)代最佳電池選擇的原因了。下面跟大家聊聊，鋰電池為何能獲得諾貝爾化學(xué)獎。
鋰電池所具備的優(yōu)點(以手機和電動汽車分析)
1、能量高。小尺寸大容量，以手機為例，手機電池如此小的尺寸卻能夠儲存4000mAh的大容量。
2、使用壽命長，手機每晚都要充電，充放電次數(shù)非常多，但是鋰電池能夠?qū)崿F(xiàn)超過幾千次的充放電。
3、額定電壓高，單體工作電壓為3.7V或3.2V，適合小電器的使用。
4、具備高功率承受力，磷酸亞鐵鋰鋰離子電池可以達到15-30C充放電的能力，便于電動汽車實現(xiàn)高強度的啟動加速，這也是為什么電動汽車百米加速一般都很快的原因。
5、自放電率很低，一般可做到1%/月以下，手機關(guān)機情況下，很長時間還會有電量。
6、重量輕，能夠讓手機更易攜帶，能夠讓電動汽車更輕更快。
7、高低溫適應(yīng)性強，可以在-20℃--60℃的環(huán)境下使用，基本符合我們的生活溫度(這也是為什么在東北零下30°的時候手機才會凍關(guān)機)
基于這7個優(yōu)點，鋰電池在生活中才能夠如此的普及。特斯拉這樣的電動車大拿就是憑借鋰電池制造出環(huán)保的汽車，電池廠商憑借鋰電池將設(shè)備便攜化。
而諾貝爾獎創(chuàng)立的目的就是授予世界上在物理、化學(xué)、生理學(xué)或醫(yī)學(xué)、文學(xué)、和平、經(jīng)濟學(xué)六個領(lǐng)域?qū)θ祟愖龀鲎钪卮筘暙I的人。
現(xiàn)如今，我們能攜帶一個重量不足150g的手機出門逛街，鋰電池對人類做出的貢獻還小么？
寫在最后
鋰電池并不完美，拿手機設(shè)備來說，目前鋰電池的體積已經(jīng)壓縮到極致，在手機這個寸土寸金的微小空間里，如何做到小體積大容量，什么時候能實現(xiàn)手機一月一充，這都會在未來一一解決，如果核裂變技術(shù)在未來幾十年能夠取得重大突破，可以做到小型化甚至微型化，那么便攜式的核燃料電池將會有廣闊的發(fā)展空間。
但是不可否認，鋰電池在化學(xué)領(lǐng)域的的確確為人類做出了巨大貢獻，并且鋰電池現(xiàn)在仍是便攜式電池中的最佳選擇。。
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