没有它们,我们的智能手机,平板电脑和笔记本电脑可能一文不值。

锂离子电池是一项技术突破,其创造者在周三获得了诺贝尔化学奖。

诺贝尔奖的提出者瑞典皇家科学院的一份声明说:“他们创造了一个可充电的世界。”

奖品包括918,000美元的现金奖励,金牌和凭证。

诺贝尔委员会在一份声明中说,自1991年进入市场以来,锂离子电池“奠定了无线,无化石燃料的社会的基础,并且对人类具有最大的利益”。

诺贝尔奖获得者锂离子电池有7种用途

电池将电力转变为“可充电的世界”。锂离子电池在以下领域中有着广发用途。John B. Goodenough,斯坦利·惠廷汉姆和Akira Yoshino也因此被授予诺贝尔化学奖

  • 手机:可充电锂离子电池可让您的设备发挥最佳性能
  • 汽车:Tesla的多种型号都使用锂离子电池,包括Model 3,Model X和ModelS
  • 相机:尼康和佳能等数码相机公司已开始使用锂离子电池提供可充电电源
  • 船舶:锂离子电池长期为水手提供能源,因此经常在水上使用
  • 起搏器和医疗设备:许多植入式医疗设备由于其持久的功能而使用锂离子电池。电池电量最多需要15年才能充电。助听器和医院设备也经常使用锂离子技术
  • 手表:Apple Watch使用锂离子电池。其他非苹果和非数字手表也使用电池,以保持持久电量
  • 太阳能存储:锂离子技术有助于存储和从电池板收集的电能。电池最常用于将能量从面板传输到其预期的目的地。

锂离子电池什么时候制造的?

宾汉姆顿大学的杰出化学教授斯坦利·惠廷汉姆(Stanley Whittingham)在石油危机期间的1970年代创立了锂离子电池的基础。诺贝尔委员会说,尽管该电池可以容纳2伏特的能量(大多数现代电池为1.5伏特),但它的爆炸性太大以致于不可行。

1980年,得克萨斯大学奥斯汀分校的John B.Goodenough发明了一种能够更好地处理锂离子或失去三个电子之一的带电锂原子的组件,从而生产出了更强大的电池。

五年后,日本旭化成公司和日本明城大学的吉野彰(Akira Yoshino)创造了首个商业上可行的锂离子电池。

它们如何工作?

根据美能源部的说法,锂离子电池有一个阳极和一个阴极,或称为电池的“-”和“ +”端的电导体,用于存储锂。电解质和隔膜,有助于锂离子在电池中的分布;以及用于正负电流的集电极。

锂离子电池放电时,会产生从阳极到阴极的离子流,从而产生能量。给电池充电时,电流会从阴极反向流向阳极。

现代技术的关键

锂离子电池的发展在科技界是革命性的,为手机和笔记本电脑等设备供电。电池使用寿命更长,因为用户可以为其充电数百次。

该委员会说:“锂离子电池的优势在于它们不是基于分解电极的化学反应,而是基于锂离子在阳极和阴极之间来回流动。”

这些电池已被用来存储太阳能和风能的能量,这对于摆脱化石燃料至关重要。

华盛顿大学清洁能源研究所说,锂离子电池的主要问题之一是它们的过热趋势。CEI说:“由于与这些电池有关的风险,许多船运飞机公司拒绝批量运输电池。”

电池为电动汽车提供动力

从特斯拉Model 3到雪佛兰Bolt到Nissan Leaf,锂离子电池已成为电动汽车部署的关键。

与通常使用镍氢电池的混合动力汽车不同,电动汽车使用性能更高的锂离子电池。它们的高功率重量比,能源效率和温度控制对于运输目的特别有用。

尽管价格已大幅下降,但由于锂离子电池的相关成本,电动汽车仍比汽油动力汽车贵。国际贸易委员会(International Trade Commission)的分析师预计,到2025年或2030年,电动汽车的成本将降至与传统汽车相同的水平。

专家说,从长远来看,电动汽车可能会逐步发展到其他电力存储技术,例如固态电池或锂空气电池

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