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案例库 · 工程与运营 · 技术决策 · 1981-1991

吉野彰驯服易生枝晶的锂,将其藏于碳负极中

吉野彰将碳负极与钴酸锂正极配对,让锂离子穿梭其间,实现了安全可充电电池。

Asahi Kasei

那一手

1981年,Asahi Kasei的吉野彰开始研究一种可充电电池,其材料曾遭他人摒弃。他从聚乙炔入手,后来转向碳,碳能在其层间容纳锂离子。

他的构造是碳负极和钴酸锂正极。因为锂从未以裸金属形式存在——它始终嵌入在碳和正极中——所以使金属锂电池失效的枝晶不可能形成。

1985年,他为这种组合的非水二次电池申请了专利,1986年,他在这套系统上进行了全球首次安全测试。

为什么管用

  • 碳宿主锂离子,不会使其析出为危险金属。
  • 两种不同的嵌入电极提供稳定电压,可维持多个循环。
  • 没有金属锂意味着没有枝晶,电池既可充电又安全。
值了多少将锂储存在碳内部,而不是以金属形态存在神来之笔

可以搬走什么

危险试剂并非唯一选择——将其储存在宿主晶格中。嵌入以快速、有风险的化学换取了安全、可充电的存储。

后来呢

1991年,索尼推出了全球首款商用锂离子电池,吉野发明的这种化学体系成为便携电子时代的标配。他因这项工作分享了2019年诺贝尔化学奖。

资料来源

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