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锂电池已进入我们生活,而发明者,是一名美国二战老兵?

来源:宝鄂实业    2019-03-08 09:48    点击量:
在科技日新月异的今天,大到电网储能、新能源电动汽车、小到手机、电脑、各种电子产品,都已经十分广泛的应用着锂电池。给我们生活,源源不断汇集、提供电力能量。
 
 
而在40年前,一名叫约翰. 古迪纳夫(John B Goodenough)的留英美国人,带领团队努力专研。通过发现让锂钴氧化物参与电池内部反应,才发明出当时体积更轻便、储能更强大、的新型电池——锂电池。
 
 
约翰.古迪纳夫近照
约翰. 古迪纳夫做为锂电池发明贡献者,因此被尊称为“锂电发明之父”。回顾古迪纳夫的成长史,其实还有另一段重要的身份经历,那就是“二战老兵”。
 
古迪纳夫出生于1923年,美国康涅狄格州成长。从小虽然有读写障碍,但天资聪明、成绩优异,后考取耶鲁大学,学习数学。时逢二战爆发,美国在“珍珠港事件“惨痛后,不得不对日宣战。或许学历特长,年轻的古迪纳夫,以气象师身份征招入役,被派到太平洋一个海岛收集气象资料。
 
 
波澜壮阔的战斗
 
而一直强烈的继续求学意识,让他在二战结束后,也幸运被美国政府选中。成为当时少数人中,继续攻读物理学专业的退役军人
 
其后的古迪纳夫,读博于——芝加哥大学物理学(这一年,他30岁!)、工作于——麻省理工学院林肯实验室。1976年,受邀英国牛津大学无机化学教授。
 
 
芝加哥大学、牛津大学、麻省理工学院
正是在英国牛津大学期间,古迪纳夫组建了自已电池研发团队。
 
1800年,发明伏达电堆(意);1859年,发明铅酸蓄电池(法)。1966年,发明钠硫电池(美.福特)。在70年代以来,这些电池逐渐显现出储能局限性 。
 
最先发现锂离子室温充电能力的——是英国化学家Whittingham。但由于没有很好解决,锂电池电极结晶短路问题,在后续生产后使用中,往往接连发生锂电池起火爆炸。在此背景下,古迪纳夫和团队开启了对锂电池的研究。
 
 
电池发生爆炸
钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂的发明
 
古迪纳夫团队持续四年的研究,1980年发现采用氧化物钴酸锂材料能很好改善锂电极结晶问题。在两年后,1982年古迪纳夫实验室发现了更稳定、更便宜的材料——锰酸锂。
 
 
古迪纳夫实验室
 
由于前期锂电池的起火爆炸的教训,这一研究成果在当时没有公司企业愿意生产转化。 古迪纳夫将相关专利权转给英国原子能机构(AERE)。1991索尼公司才引进这一成果,并结合自已阳极材料石墨技术,将可充电锂电池商业化生产面世。并向英国政府支付专利版权费,直到2002年。
 
而约翰. 古迪纳夫,在这一发明中,并没有得到经济效益。
 
 
 
古迪纳夫 . 一个普通老人
 
1997年,经过不断尝试,古迪纳夫实验室,在度发现锂离子阴极材料——磷酸铁锂。
 
回顾锂电池研发历史一个个节点——1980年-钴酸锂 → 1982年-锰酸锂 → 1991年第一款商用锂电池被日本索尼推出 → 1997年-磷酸铁锂。然而至此三十多年后,电池储能急需更大幅提高,而储能电池革新,往往雷声大雨点小,并没有并没有取得革命性成果。
 
 
钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂
后续——锂电池能量密度遭遇瓶颈,固态电池,改变未来?
 
而今,约翰. 古迪纳夫96岁。座驾,一辆10年车龄的本田车。面对锂电池瓶颈,研发新的替代品,继续奋斗不止,。据其联合团队发表的最新研究成果看:固态无钴电池(钴是稀缺矿产资源;不在是液态电解质,彻底解决电极枝晶刺穿隔膜短路),能量密度可能将是现有锂离子电池的两倍(新能源电动汽车,续航里程翻倍提升)。电池容量随着使用时间,不减反而增加?(完全不可想象?)
 
 
 
约翰.古迪纳夫、奋斗不止
 
如果约翰. 古迪纳夫,新的研究成果成为现实。那么,这个已经96岁高龄、二战老兵将再次惊艳世界!