锂电池的记忆效应 已经“足够好”,锂电池终于等到诺贝尔

小编 2024-10-18 锂离子电池 23 0

已经“足够好”,锂电池终于等到诺贝尔

科技日报记者 张盖伦

每年诺贝尔化学奖颁布前夕,他的名字都会被列入“预测得奖名单”;每年奖项颁布后,也总会有人问——为什么今年还不是他?约翰·B·古迪纳夫(John B. Goodenough)的姓挺有意思,翻译成中文就是“足够好”,但他简直是化学奖界的村上春树。“陪跑”多年,人人都觉得他应该得,但就是一直没有得——直到今年。

2019年,诺贝尔化学奖终于给到了锂电池领域。美国科学家约翰·B·古迪纳夫、英裔美国科学家M·斯坦利·威廷汉(M. Stanley Whittingham)与日本科学家吉野彰(Akira Yoshino)共同获得此奖。

古迪纳夫与他的中国学生恩力能源科技有限公司总裁戴翔(右)供图

古迪纳夫今年已经97岁,他也刷新了诺奖得主的最高龄纪录。

“足够好”爷爷的获奖感言

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视频提供:戴翔

古迪纳夫表示,这真是个惊喜!我只能说这是一个多么非凡的日子,我非常高兴能参评诺贝尔奖,让我获得如此荣誉。

他们找到的材料至今仍是主流

如果没有锂电子电池,出门在外,你恐怕得为手机准备上一打镍镉电池,以防它打上几个电话就宣告罢工。

锂离子电池,能量密度高、寿命长,没有记忆效应。凭借这些优势,它已经渗透进了人类生活的方方面面。

当前最常见的锂电池中,正极为钴酸锂材料,负极是碳材料。“从1991年商业化到现在,锂电池的主流正负极材料没有太大改变。”上海科技大学物质科学与技术学院助理研究员刘巍说。

Whittingham的锂电池

当然,在商业化之前,也有一段漫长崎岖的道路需要前人摸索。先是斯坦利·威廷汉起草了锂电池的初始设计方案,硫化钛为正极材料,金属锂为负极材料——这证明是一个可以充放电的电池。

但人们发现,用金属锂做负极,并不安全。解决这一问题的思路在于避免电极中出现金属锂。古迪纳夫团队提出和找到了层状氧化物正极材料——钴酸锂。“这一材料至今仍应用在我们各类主流消费类电子产品中。”中国科学院物理所研究员李泓说。

Goodenough的锂电池

1997年,古迪纳夫已经75岁,他和团队又开发了另一种更加稳定安全的正极材磷酸铁锂,它是目前电动汽车、电动大巴、电动船舶、大规模储能、通信基站、数据中心等所用电池的主流材料。“他在锂电池正极材料方面做了奠基性的贡献。”李泓强调。而古迪纳夫的很多学生,也在锂电池这一领域继续开疆拓土,为正极材料和电解质材料的开发做出了卓越的贡献。“他得到诺贝尔奖是实至名归,”李泓说,“早就应该得了。”

但有了正负极材料,并不意味着就能有可用的电池,需要有人将所有这些材料集成成为可用的器件。

日本名古屋市的旭化成公司(Asahi Kasei)在公司研究员、名城大学教授吉野彰的带领下,做出了第一个现代商业化锂电子电池的原型器件。1991年,索尼公司率先将其真正商业化。

Akira Yoshino的锂电池

吉野彰也分享了今年的诺贝尔奖。“原始创新不一定只出现在高校实验室。当基本概念提出后,工程技术方面的创新突破也是最终能否获得实际应用的关键。所以对基础科学的发展起到了奠基性作用、对技术创新和技术改进起到了关键推动作用的成果,都应该获得诺贝尔奖级的评价。”李泓告诉科技日报记者。

已经“足够好”,还可以更好

现在,几乎没人能说自己离得开锂电池。它的发明支撑了人类社会高新技术的不断发展。

实际上,从锂电池早期概念的提出到商业化再到不断继续发展,大量的科学家、工程师都做出了贡献。诺贝尔奖授予的这三个人,做出了最为奠基性的成果。“奖项给了这三位优秀的科学家,是对锂电池为人类社会技术进步贡献的认可,也是对所有为推动这一领域发展做出贡献的科学家和工程师的认可,而未来锂电池的影响还会不断持续。”李泓说。

现在的科研人员也在研发新的正负极材料,但还不够主流。“毕竟,要找到新的材料并且将之真正应用,并不容易,而且耗时漫长。”刘巍说。

她介绍,现在比较好的发展方向,是固态锂电池,它的性能有望更好,而且更安全。传统锂电池用的是液体电解液,它容易燃烧。换成固体,便能解决这一问题。各国都在大力发展这一方向,不过固态锂电池尚处在实验室探索和初步商业化阶段。

古迪纳夫依然走在他开创领域的前沿,也在进行全固态电池的研究。是的,他还活跃在研究一线。近期,古迪纳夫还在期刊上刊文,回顾了可充电锂电池的历史。

锂电池技术也在进一步发展。

李泓说,科研人员和工程师们,努力在让目前的锂离子电池能量密度更高,充放电速度更快,更安全,更长寿。总之,用各种创新的方法去提升和优化锂电池的性能,让它们可以用到更多、更广阔的场景中去,在更极端条件下,也能发挥作用。

得奖的三人,是锂电子电池领域最早的一批科学家和工程师。而更多的后来者,也正在继续前行。

锂电池有记忆效应吗

锂电池是一种具有高能量密度和长寿命的电池,在电子设备和汽车等领域广泛应用。与镍镉电池不同,锂电池不会出现记忆效应。记忆效应是指电池在多次充电和放电后,会逐渐失去容量和性能,最终导致电池寿命缩短。锂电池的电化学性能使得它们不容易出现记忆效应,因此不需要特殊的处理。然而,锂电池的寿命仍受到许多因素的影响,如充电方式、环境温度、放电率等。因此,正确的使用和保养对于延长锂电池的寿命非常重要。

锂电池有记忆效应吗,介绍

锂电池没有记忆效应。

记忆效应是指如果重复充放电到同一点,电池的容量将减小。这种效应曾经是尼克尔-镍电池的一大问题,但锂电池没有这个问题。

锂离子电池是一种“自放电”电池,即使不使用,也会自然地失去一部分电量。但这是因为化学反应过程不可避免地会产生自放电,而不是记忆效应导致的。

因此,锂电池无需完全放空再充电,也不需要特别的保养和充电周期。但为了延长锂电池的寿命,建议不要将其充满或放空,而是保持在50%左右的电量。

相关资料

记忆效应是指电池在重复充放电时,会逐渐失去容量。这是由于一些电池类型中的电化学反应会逐渐改变电池内部的化学成分,从而导致电池容量下降。然而,锂离子电池不同于其他电池类型,因为它们使用的是锂离子作为电荷载体,而不是金属。

锂离子电池几乎没有记忆效应,这是由于锂离子电池的化学反应非常稳定,它们的电化学性能不会随时间而变化。这意味着锂离子电池可以在未完全耗尽电量的情况下进行充电,而不会对电池容量产生负面影响。

需要注意的是,锂离子电池也会随着时间和使用而老化,因此它们的容量会随着时间的推移而下降。但这不是记忆效应,而是由电池化学反应的自然趋势所致。

扩展资料

锂离子电池的电化学反应是通过锂离子在正极和负极之间移动来实现的。当电池在使用过程中放电时,锂离子从正极向负极移动,电子则从负极向正极移动,以产生电流。当电池充电时,反向的化学反应会发生,将锂离子从负极移动回正极。

由于锂电池的电化学反应是可逆的,因此可以在不影响电池性能的情况下充电和放电。这意味着使用者可以随意充电和放电锂电池,而不必担心电池容量的降低。

但是,锂电池还有其他类型的寿命限制,如充电次数、温度和电流等。这些因素可能会影响电池的性能和寿命。因此,正确的使用和充电锂电池仍然是非常重要的。

总结

不,锂电池没有记忆效应。记忆效应是指电池在被频繁充放电时,会逐渐丧失其可用容量,而锂电池则不受此影响。事实上,锂电池的电化学性质使其不需要进行完全的充电和放电,因此也不需要周期性的深度充放电。相反,频繁充电和放电反而会缩短锂电池的寿命和使用时间。因此,建议尽可能避免频繁充电和放电,以延长锂电池的寿命。

本次操作环境如下:

硬件型号:南孚锂可充套装5号

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