锂离子电池有什么好处?是什么让它们如此特别以至于它们的发明者甚至被授予了诺贝尔化学奖?为了更多地了解这种一流的电池，我们与该领域的专家进行了交谈，Erik Berg教授在乌普萨拉大学在瑞典
锂离子电池的第一个应用是在传送门电子设备上。伯格教授解释说，日本的索尼(Sony)是将这种电池推向市场的公司。索尼正在寻找一种电池技术来为他们的随身听供电，这是一种便携式音频播放器，你可以把它放在口袋里，带在身上，比如你去散步的时候。当时可用的电池很重，而且许多电池都不能充电。新发明的锂离子电池改变了游戏规则。现在有一种电池足够轻，可以用于便携式设备。锂离子电池的另一个关键优点是寿命长。它可以充电和放电很多很多次。今天，我们大多数人每天晚上都用锂电池给手机充电，而且我们可以这样做好几年。这对于电池来说是非同寻常的。 There is no other system that comes even close to that, Prof. Berg says. Lifetime and energy density, this is where the li-ion batteries are superior.
伯格教授说，由于上世纪70年代的能源危机，人们将时间和金钱投入到电池研究领域，以开发更好、更有用的电池。电池是一种化学设备，所以元素周期表是一个寻找最佳材料并改善电池特性的好地方。这种探测过程的结果是锂——元素周期表中所有金属中最轻的金属。他们的目标是在体积小、重量轻的电池中尽可能多地塞进能量，假设锂基电池可以做得非常轻，或者具有非常高的能量密度。关于如何实现这一点有很多讨论，70年代科学会议的热门话题实际上是如何制造锂离子电池。伯格教授总结说，锂离子电池的研究就是这样开始的。
伯格教授解释说，每个电池都有一个穿梭器，即工作离子，从电池的一边移动到另一边。早期的电池有铜和锌电极，中间有一种以硫酸盐为基础的电解质。在这样的电池中，硫酸盐分子在两个电极之间来回移动。在锂离子电池中，锂离子做了所有的工作，它们来回移动。他说，这就是电池得名的原因。锂离子电池可能有许多不同的版本，然而，也就是说，化学成分可能会有所不同。锂离子电池的唯一要求是电池中的两个电极都与锂离子发生反应。伯格教授解释说，在充放电过程中，锂离子在电极之间来回移动，并与过渡金属氧化物或石墨发生反应。这是细胞的本质;这就是我们获得能量的地方。 The oxidant and reductant are reacting with the Li-ions that are passing from one electrode to the other during the charge and discharge. This chemical reaction, or rather the two coupled chemical reactions, one on the negative and one on the positive electrode, lead to formation of charge that flows through the outer circuit, for example, your car or your cell phone.
伯格教授说，此外，电极材料之间还存在电压差。负极上的石墨提供了一定的电势，而氧化物，经典的氧化物被用作正极材料，提供了另一个电势。这两种电极材料之间的电位差就是电池上的电压。电荷乘以电压等于电能。伯格教授说，当我们今天开发电池时，我们关注的是电压和电量这两个概念，我们试图找到提高这两个概念中的任何一个的方法。
伯格教授说:“最近，以电池为主题的讲座特别有趣，因为我可以提出关于诺贝尔奖的讨论，并解释为什么获奖者会因为开发锂离子电池而获奖。”简而言之，斯坦利·惠廷汉姆(Stanley Whittingham)是提出这种细胞的第一个轮廓的人，它是一种可工作的锂基细胞。他是制造第一个原型的人。然后约翰·b·古迪纳夫提出了钴氧化物作为正极。这是一种能与锂离子发生可逆反应的材料。然后，Akira Yoshino发明了负极，碳。伯格教授说，当你把这些组装在一起时，你就有了第一个商业化的锂离子电池，这种电池后来由索尼公司生产。
请收听伯格教授的完整采访，了解更多关于电池的一般知识，特别是锂离子电池。
