2019诺奖得主Goodenough教授最新撰文‖Sci. China Chem.特约Perspective

原创中国科学：化学中国科学杂志社

当地时间10月9日，瑞典皇家科学院宣布将2019年诺贝尔化学奖颁发给3位科学家，分别为美国科学家约翰·B·古迪纳夫（John B. Goodenough）、英国科学家M·斯坦利·威廷汉（M. Stanley Whittingham ）以及日本科学家吉野彰（Akira Yoshino），以表彰他们在锂离子电池领域做出的突出贡献。

Science China Chemistry邀请德克萨斯大学奥斯汀分校John B. Goodenough教授撰写了展望（Perspective）文章 “A Perspective on the Li-ion Battery”。文章介绍了锂离子电池的发展历史，并指出了锂离子电池面临的挑战和需要解决的问题。

文章首先回顾了锂离子电池正极材料的发展历史。法国科学家Jean Rouxel和德国科学家Robert Schroeder在20世纪60年代探索了锂离子在层状硫化物中的嵌入反应。美国福特公司Kummer和Webber在1967年构建了高温钠硫电池。伴随石油危机的出现，诞生了一种新的电池技术，正极材料利用了锂离子在层状TiS₂中的可逆嵌入与脱出反应，但是层状硫化物正极材料的电压较低。锂离子电池的发明得益于正极材料LiCoO₂的发现，以及锂离子在石墨中的可逆嵌入与脱出反应。索尼公司开发了第一个商品化的锂离子池，分别以LiCoO₂和石墨为正负极材料，该技术推动了无线电子设备的革命。

锂离子电池正极材料发展历史

文章进而指出了锂离子电池面临的挑战：（1）有机液态电解液的安全隐患依然存在；（2）锂离子电池的充电速度受到限制，快速充电会引起金属锂在石墨负极的沉积；（3）锂离子电池的过度充电会导致氧气的析出，有可能引起电池的爆炸。此外，对于特斯拉电动汽车的大规模电池系统，电池的检测和制造成本高昂。为了突破这些限制，需要开发新的电池材料和电池结构，有机液态电解液可以被氧化物和聚合物电解质所取代。但是，这些电池体系需要电池公司推出市场化的产品。与此同时，锂离子电池将继续作为无线电子设备和电动汽车的动力系统。

文章详情请见[点击下方链接或阅读原文]：

John B. Goodenough., Hongcai Gao. A Perspective on the Li-ion Battery. Science China Chemistry, 2019, doi.org/10.1007/s11426-019-9610-3

作者简介

John B. Goodenough, 美国德克萨斯大学奥斯汀分校教授，美国科学院院士、美国工程院院士，锂离子电池正极材料钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂的发明人。2019年10月9日，获得诺贝尔化学奖。