■刘进平

北京时间10月9日下午，2019年诺贝尔化学奖揭晓。美国得克萨斯大学奥斯汀分校机械工程和材料科学教授约翰·B·古迪纳夫、美国纽约州立大学宾厄姆顿大学特聘教授M·斯坦利·威廷汉和名古屋名城大学教授吉野彰分享了这一奖项，以表彰其在锂离子电池发展方面作出的贡献。

20世纪70年代，M·斯坦利·威廷汉在埃克森美孚公司的电池技术实验室工作，他创造了最有可能为手机、平板电脑或笔记本电脑设备供电的锂离子电池新技术。

当M·斯坦利·威廷汉最初提出他的版本时，可充电电池已经存在了几十年。但是，可充电电池是笨重的铅酸电池，这种电池至今仍用在许多汽车中。

早期的研究表明，高活性金属锂可以用来储存能量，但M·斯坦利·威廷汉是知道如何使它在室温下储电而没有爆炸危险的第一人。他原创性的设计为现代锂离子电池提供了基础。

约翰·B·古迪纳夫通过使用金属氧化物和更高的4伏特材料改进了M·斯坦利·威廷汉的发明，而索尼的研究人员为电池开发了一种新的安全阳极设计。所有这些改进带来的性能足以保证锂离子电池能大规模商用。

M·斯坦利·威廷汉和约翰·B·古迪纳夫是电化学领域中被引用最多的研究者之一。他们曾是2015年路透引文桂冠奖锂离子电池基础工作的获奖者。

吉野彰出生于1948年，在日本第二大城市大阪长大。从京都大学毕业后，他在朝日化学工业公司找到了一份工作，并开始研究一种叫做聚乙炔的材料。聚乙炔是一种有机物质，但具有导电能力。

当时，许多人正在努力开发一种更好的电池，以满足人们对移动设备日益增长的需求；当时所用的电池往往只能使用一次。许多科学家正在试验锂（最易氧化的元素）作为阳极材料。问题是该系统高度易燃，在多次充放电过程中容易短路。

吉野彰用聚乙炔作为阳极，但找不到合适的材料与阴极配对。1983年，他偶然发现了一篇关于锂钴氧化物新阴极的报告。吉野彰最终将其与另一种碳基材料作为阳极配对，形成一种组合。但可充电电池是一个复杂的系统，为了大规模商用，特别是要承受多次重复充电，它必须是安全的，同时要具有高性能。因此，吉野彰完善了一个超薄的以聚乙烯为基础的多孔膜系统，分隔阳极和阴极。这为电池提供了一个至关重要的安全特性：锂离子在膜孔之间移动，但当电池过热时，膜会熔化，关闭孔洞，从而停止电池的功能，并防止爆炸性事件的发生。此外，吉野彰还开发了一种铝箔作为收集器从阴极中获取电能。这大大提高了电池的性能，还使电池具有高电压和高存储容量。

总之，目前的数字化革命、IT革命、移动革命如果没有一个体积小、重量轻、容量高、寿命长的可充电电源，几乎是不可能实现的。正是他们的科学贡献，才让我们享受到新技术革命给工作和生活带来的便利。

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