诺贝尔化学奖花落锂电，感谢他们开启新能源车时代！
2019年10月9日，诺贝尔化学奖终于落在了锂电头上。感谢所有为锂电技术进步奉献的伟大科学家们。
2019年诺贝尔化学奖三位获奖者。图片来源：诺贝尔官网
诺贝尔化学奖终于落在了锂电头上。
10月9日，翰·B·古迪纳夫（John B. Goodenough）、M·斯坦利·威廷汉（M. Stanley Whittingham ）、吉野彰（Akira Yoshino），这三位当代锂电产业的奠基人被瑞典皇家科学院授予2019年诺贝尔化学奖。
作为20世纪影响最深远的发明之一，锂电早已烙印在人们的日常生活中。每年数以10亿计的手机、笔记本电脑等3C电子产品，以及所有需要用电充电的便携设备都离不开锂电的应用。更为重要的是，伴随锂电而来的新能源汽车产业蓬勃发展，为全球降低碳排放及能源可持续发展作出了重大贡献。
而锂，这个元素周期表中排名最靠前的金属元素，也在被发现（1817年被发现并命名为Li）两百多年之后，走向了巅峰。只是回顾锂电产业一路走来的历程，尤为艰辛。
漫漫锂电路
化学电源其实是一个非常古老的学科，如果从1859年法国人普兰特发明铅酸电池开始算起，电池工业已经有150年的历史，但真正改变世界，还要从锂电池开始。
20世纪70年代，阿以战争导致了两次国际石油危机，寻找新型能源成为全球共识，高能化学电源的研究得到了空前的重视，也为电动汽车时代的真正降临埋下了种子。
1976年，由M·斯坦利·威廷汉领先埃克森研究团队，制成了世界上第一块可充电的锂离子电池，并申请了锂电池专利。但当时的锂电池由于正极材料使用硫化钛，电化学属性极不稳定，导致电池在充电过程中非常容易起火爆炸，并且在反复充放电的过程中，电池内部材料会分解破碎，衰减极快，并不适用于商业应用。
这一难题折磨了全球科学家数年之久，直到翰·B·古迪纳夫这位30岁才毕业的物理学博士，于1980年首次研发了钴酸锂正极材料，才为锂电池的应用打开了大门。如今的手机、笔记本等便携设备几乎都在使用钴酸锂，包括特斯拉的第一款汽车产Roadster，用的也是钴酸锂。1997年翰·B·古迪纳夫还研发了磷酸铁锂正极材料，当前电动汽车争论不休的两大电池技术，三元锂和磷酸铁锂都离不开翰·B·古迪纳夫的研究成果。
需要强调的是，电池的应用极其复杂，涉及到电化学、界面化学、晶体化学、热力学/动力学、固体物理、电子工程、机械设计等多学科交织在一起的诸多问题，一项技术的从发明到应用，往往需要数十年之久。以正极材料为例，钴酸锂从发明到大规模应用花了整整十年，三元锂和磷酸铁锂甚至用了近20年，其艰难程度，可见一斑。
锂电正极材料研发进展。图片来源：李卓玲制
而在锂电池应用的环节上，日本人作出了重大贡献。1985年，旭化成集团的吉野彰发明了锂离子电池，为锂电池的商业化埋下了伏笔；1991年日本索尼公司首次将锂离子电池成功商业化，正式将锂电池这个历史20多年的产品推向市场。
敲开电动汽车大门
值得一提的是，尽管锂电池在1991年就得以商业化，但这样的电池，不论是功率、寿命、还是安全都达不到最高工业级别——车规级的标准。直到1994年，日本大阪煤气公司在1994年产业化MCMB之后，锂离子电池的性能获得了较大的提升，不仅被市场广泛应用，掀起了数码产业的革命，还开始渐渐进入了汽车企业的视线。
上世纪末，以法国SAFT为代表的企业展开了一场锂离子动力电池研发浪潮，1997年，日产汽车量产了世界上第一辆使用锂离子电池的电动车Prairie Joy EV，正式开启了车用锂电时代。
遗憾的是，此后数年，锂电技术研发开始停滞不前，但其产业化进展仍然繁荣。尤其是2005年后，人造石墨以其优异的电化学性能开始在动力电池上获得广泛应用，LTO、硬碳、硅碳复合负极材料也开始小规模应用，电动汽车越来越成熟。
2008年，奥巴马当政，大力推动电动汽车发展，全球锂电发展进入新的高潮。一个不争的事实是，自从2008年以后，国际上与锂电相关的SCI论文成几何数量级暴增。根据Web of Science检索结果，2016年一年就发表了近一万多篇与锂电池相关的SCI论文，比2006年之前10年累积所发表的SCI论文数量都还多。
而与动力电池发展相对应的，则是电动汽车产业的空前繁荣，几乎所有的车企都将汽车电动化视为当下最重要的战略规划。数据显示，2018年全年，全球电动车销量突破200万辆，市场占比份额达到2.1%，同比增长72%，电动汽车已然成为汽车产业的重要组成部分。
随着锂电技术不断完善，锂电池性能正在不断接近理论极限。一场以固态电池、锂金属电池、富锂锰基正极、高电压尖晶石正极等等为代表的多元化锂电产业技术变革正才展开，未来全新的锂电技术将助力电动汽车产业不断超越巅峰。
如今，诺贝尔化学奖落户锂电产业，不仅是致敬为锂电产业做出杰出贡献的三位科学家，也是对所有锂电从业者的肯定与鼓舞。
感谢，所有为锂电技术进步奉献的伟大科学家们。
编者按
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