10月9日,2019年诺贝尔化学奖最终揭晓。令人惊讶的是,这个奖项授予了锂电池,一项与我们密切相关的发明。三位对锂电池做出极其重要贡献的科学家,约翰·班尼斯特·古德、斯坦利·惠廷翰和吉野·阿基拉分享了这一荣誉。
锂离子电池是一种重量轻、充电能力强的电池。如今锂电池已经渗透到我们日常生活的各个方面,广泛应用于从手机到笔记本电脑和电动车的各个领域。让我们简单谈谈锂电池的升级,看看它给我们的生活带来了什么便利。
20世纪70年代,宾汉姆顿大学化学教授斯坦利(Stanley)起草了纽约锂电池的初步设计方案,使用硫化钛作为正极材料,锂金属作为负极材料,制造出第一款新型锂电池。在同样的质量下,锂电池比其他电池能储存更多的电能,因此在市场上非常受欢迎。然而,好时光并不长。由于锂电池中使用的电极材料是世界上最活跃的元素之一并且极其易燃,锂电池自从出现后不到半年就由于火灾和爆炸问题而在世界各地被召回。
后来,古德托发现钴酸锂与锂电池结合,使整个电池不含纯锂,从而大大提高了其安全性。然而,钴酸锂太贵,无法在市场上买到。直到20世纪80年代末,当时的日本电子巨头索尼公司将钴酸锂和石墨结合起来开发了一种新的可充电锂电池。由于这些锂电池重量轻、能效高,电子制造商已经将它们装入各种便携式电子设备中。从那时起,手机、相机、手持相机甚至电动汽车都进入了便携式新能源时代。
经过几十年的发展,可充电锂离子电池的安全性和便携性稳步提高。然而,随着传统技术接近基本极限,技术进步的步伐正在放缓,手机等电子产品在我们的生活中逐渐占据越来越重要的地位,这使得电池容量不足成为锂电池领域的另一个问题。在这样的背景下,每个人都只能改变方向,从电池的充电速度开始,其中手机制造商的实现尤为突出。
手机可以说是发展最快的电子产品之一,也是锂电池的重要“客户”。基本上,所有的手机都需要它。然而,由于锂电池的发展,手机电池很难取得明显的突破。今天,当人们没有手机几乎什么也做不了的时候,电池容量受到了极大的挑战。快速充电的出现已经成为手机制造商的一个重要突破点。
今年,华为、小米和vivo等国内手机制造商都推出了40W及以上的快速充电技术。甚至苹果公司也放弃了五福·伊安,把它提高到18W。OPPO作为快速充电行业的领导者,甚至直接拿出了65W SuperVOOC 2.0超级闪存充电,再次创下手机快速充电行业的新纪录。
据了解,SuperVOOC 2.0采用创新的双电池大电流直流充电架构,再加上新的半导体材料氮化镓(氮化镓)和算法优化,将快速充电功率提高到65W,可在27分钟内将4000毫安时雷诺艾斯(Reno Ace)从1%充电到100%,并在30分钟内完全充满。充电速度比VOOC 3.0高3.2倍,比V2A高6.5倍,允许手机在5分钟内充电27%的电量,用户可以轻松地在一段时间内将手机的电量恢复到“满血”状态。这种发展可以在锂电池没有显著升级的情况下,更大程度上满足消费者的用电需求,是整个锂电池领域的一种好方法。
目前,65W超级闪光充电(Super Flash Charge)将首次安装在OPPO Reno Ace上,并将于10月17日发售。起拍价是2999元。对于那些想要体验更快更安全的充电速度并感受未来电池发展的人来说,他们可以了解这一点。
对于手机来说,快速充电可以极大地提高消费者的体验,但升级锂电池仍然是当务之急。除了对新能源汽车、电动汽车和其他产品的需求,科学界还需要在现有基础上开发更高效、更安全的锂离子电池。也许这也是2019年诺贝尔化学奖锂离子电池研究的驱动力。