创造一个“超长待机”的世界

张梦然

2019年，诺贝尔化学奖颁发给了研发锂离子电池的科学家。

好事多磨，众望所归。

三位科学家，他们“驯服”了锂离子，为所有人创造了一个可重复充电“超长待机”的世界。

人人都爱锂离子电池

现在，于全球范围内，你都能看到锂离子电池正在为人类的日常活动提供动力。其中最常见的方式就是为便携式电子设备供电。

我们离不开它。因为每天你都要使用这些便携式电子设备进行通讯、工作、学习、听音乐以及搜索知识。同时，锂电池还促进了远程电动汽车的开发，以及对可再生能源（例如太阳能和风能）的能量存储。

追溯起来，锂离子电池的基础，其实是在1970年代的石油危机期间奠定的。今年的获奖者之一斯坦利·惠廷厄姆，致力于开发可能带来无化石燃料能源技术的方法。他通过研究超导体发现了一种能量非常丰富的材料，将其用于在锂电池中创建新的阴极——它由二硫化钛制成的，该二硫化钛在分子水平上具有可以容纳（嵌入）锂离子的空间。

电池的阳极部分，则由金属锂制成，这种金属具有强烈的释放电子的动力。

虽然一个电池就此产生了。但是金属锂相当活泼，容易发生化学反应，导致电池具有爆炸性，还无法使用。

正负极材料的艰难选择

被誉为“锂电池之父”的约翰·古迪纳夫曾作出了一项预测，他认为如果使用金属氧化物而不是金属硫化物制成阴极，则阴极将具有更大的潛力。经过仔细地搜索与研究，他在1980年证明了嵌入了锂离子的氧化钴，可以产生高达4伏的电压。这是一项重要的成果。

突破出现在1985年，在古迪纳夫对电池阴极研究的基础上，今年获奖者之一吉野彰终于成功创建了首个商业上可行的锂离子电池。他没有在阳极中使用反应性锂，而是使用了石油焦炭，这种碳材料可以像阴极的氧化钴一样，让锂离子嵌入。

彻底改变了你我的生活

自从1991年日本索尼公司将锂离子电池首次投入市场，这种电池就彻底改变了我们的生活。一方面原因，它是当今社会最主要的便携式能量源;另一方面，它们奠定了无化石燃料社会的基础——而这一点，对人类的现在和将来意义巨大。

其实，正是锂电池的出现拓宽了晶体管的应用范围。可商业化生产的锂电池走到人们身边，告诉人们无需再依赖需要晶体管的笨重电子没备。于是，智能手机、笔记本电脑、平板电脑迅速挤占了市场。是电池技术的突破，为便携电子设备行业带来了极大的变革。

现在的锂电池产业年产已经接近几十亿美元。这个世界仍在需要锂离子电池，这个世界更需要一个绿色的未来。