2019年諾貝爾獎(jiǎng)獲得者公布，日本學(xué)者吉野彰及另兩位英美學(xué)者因?yàn)閷?duì)研發(fā)鋰離子電池貢獻(xiàn)卓著，共同榮獲2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。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(jiǎng)。

鋰電池的前世今生

鋰電池的誕生要從發(fā)現(xiàn)"鋰"元素開(kāi)始，1817年，瑞典化學(xué)家化學(xué)首次將鋰從一個(gè)瑞典小島的礦石樣本中提取出來(lái)。鋰這個(gè)名稱(chēng)還是從希臘語(yǔ)中的石頭、石子中獲得的靈感從而命名，雖然聽(tīng)起來(lái)很"重"，實(shí)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(shí)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(duì)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(dòng)性最強(qiáng)。上高中的時(shí)候老師都做過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，把一塊鋰扔在水里或者暴漏在空氣中都會(huì)迅速燃燒。

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(chǔ)和搬運(yùn)更多的能量。從鋰元素?fù)u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(duì)質(zhì)量小

2：得失電子能力強(qiáng)

3：電子轉(zhuǎn)移比例高

這三點(diǎn)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(shí)候肯定會(huì)有人說(shuō)，按你說(shuō)的氫元素不應(yīng)該是最佳能量載體么？當(dāng)然，我不否認(rèn)，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(shuō)是未來(lái)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(lái)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(duì)優(yōu)解。

鋰電池為何能獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)

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(jiǎng)。

鋰電池所具備的優(yōu)點(diǎn)(以手機(jī)和電動(dòng)汽車(chē)分析)

1、能量高。小尺寸大容量，以手機(jī)為例，手機(jī)電池如此小的尺寸卻能夠儲(chǔ)存4000mAh的大容量。

2、使用壽命長(zhǎng)，手機(jī)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(guò)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(dá)到15-30C充放電的能力，便于電動(dòng)汽車(chē)實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度的啟動(dòng)加速，這也是為什么電動(dòng)汽車(chē)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(jī)關(guān)機(jī)情況下，很長(zhǎng)時(shí)間還會(huì)有電量。

6、重量輕，能夠讓手機(jī)更易攜帶，能夠讓電動(dòng)汽車(chē)更輕更快。

7、高低溫適應(yīng)性強(qiáng)，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(shí)候手機(jī)才會(huì)凍關(guān)機(jī))

基于這7個(gè)優(yōu)點(diǎn)，鋰電池在生活中才能夠如此的普及。特斯拉這樣的電動(dòng)車(chē)大拿就是憑借鋰電池制造出環(huán)保的汽車(chē)，電池廠商憑借鋰電池將設(shè)備便攜化。

而諾貝爾獎(jiǎng)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(jì)學(xué)六個(gè)領(lǐng)域?qū)θ祟?lèi)做出最重大貢獻(xiàn)的人。

現(xiàn)如今，我們能攜帶一個(gè)重量不足150g的手機(jī)出門(mén)逛街，鋰電池對(duì)人類(lèi)做出的貢獻(xiàn)還小么？

寫(xiě)在最后

鋰電池并不完美，拿手機(jī)設(shè)備來(lái)說(shuō)，目前鋰電池的體積已經(jīng)壓縮到極致，在手機(jī)這個(gè)寸土寸金的微小空間里，如何做到小體積大容量，什么時(shí)候能實(shí)現(xiàn)手機(jī)一月一充，這都會(huì)在未來(lái)一一解決，如果核裂變技術(shù)在未來(lái)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(huì)有廣闊的發(fā)展空間。

但是不可否認(rèn)，鋰電池在化學(xué)領(lǐng)域的的確確為人類(lèi)做出了巨大貢獻(xiàn)，并且鋰電池現(xiàn)在仍是便攜式電池中的最佳選擇。。