课程论文机械与汽车工程学院机械设计制造及其自动化专业课程名称：工程化学学期：2019~2020第（2）学期班级：学生姓名：学号：指导教师：李静玲陈荣国2020年6月30日从锂电池获诺贝尔化学奖，展望未来新能源发展作作者1，作者2(学校、学院，省份城市邮编)摘要：2019年诺贝尔化学奖颁给了美国德州大学奥斯汀分校约翰·古迪纳夫、美国纽约州立大学宾汉姆分校斯坦利·威廷汉和日本旭化成株式会社吉野彰三人，以表彰他们对锂离子电池研发的卓越贡献。那么，锂电池是如何研发出来的？未来的发展将会怎样？未来新化学能源的发展又将会是怎样的？关键词：锂电池；化学；能源；诺贝尔奖引言我们早已生活在一个“可充电的世界”，但真正带来电子设备便携化，开启了现代移动生活的则是锂电池。可以说，如果没有锂电池，就没有我们现在的移动智能生活。锂电池因重量轻、可充电、功能强大且便携，被广泛应用于从手机到笔记本电脑等各个领域。它在全球范围内用于为便携式电子设备供电，我们使用这些便携式电子设备通讯、工作、学习和娱乐。锂电池还促进了长续航电动汽车的开发以及来自可再生能源（例如太阳能和风能）的能量存储，为实现一个无线（可移动）、无化石燃料的社会打下基石。可以说，锂离子电池作为能源存储器件，彻底地改变了人类的生活。此次诺贝尔化学奖授予三位锂电领域的科学家，是对每一位为锂电池从无到有、从实验室走向商业化做出贡献的锂电从业者的认可，是对仍在从事锂电研究和志在继续推动清洁、便携社会发展的人们的激励。1.石油危机直接促成了锂电池研发。20世纪70年代，石油危机直接促成了锂电池研发。美国石油巨头埃克森公司判断，石油资源作为典型不可再生资源，将在不久之后面临枯竭，于是组建团队开发下一代替代石化燃料的能源技术。而锂电池就是人们提出的新型电池之一。当时，供职于埃克森公司的斯坦利·威廷汉提出了一种全新的材料二硫化钛作为正极材料，可以在分子层间储存锂离子。当其与金属锂负极匹配时，电池电压高达2V。然而，由于金属锂负极活性高，带来极大安全风险，这种电池并未获得推广。但科学家们并未放弃探索，既然问题出在电极材料上，或许替换电极就能解决问题。当时在英国牛津大学的无机化学实验室担任主任的古迪纳夫推断，采用金属氧化物替代硫化物作为正极，可以实现更高电压，改善锂离子电池的性能。1980年，古迪纳夫用钴酸锂作为电池正极，可将电池的电压提高到4V。钴酸锂的横空出世是锂离子电池领域的极大突破，它至今仍是便携式电池的主力正极材料。2.展望未来电化学电源的发展在所有已知的电极材料中，锂——作为碱金属族中的最轻者，具有较低的电负性与极高的能量密度（高达3860mAh/g）。由于目前商业锂电池主要以石墨作为负极材料，能量密度只有372mAh/g，已经不能满足新一代电动车的需求，以锂金属作为电极的下一代锂电吸引了全世界研究者的目光。目前来看，横亘于锂金属应用上的最大挑战——枝晶问题，依然有待进一步解决。大量的工作表明，研究人员在理解锂枝晶的生成机理以及抑制技术的开发上已取得了长足进展。早期的锂金属电极研究被搁置，是因为当使用锂金属作为负极的时候，锂枝晶生长会带来许多问题，包括以下几方面：首先，显而易见的是，锂枝晶的生长有可能会刺穿电池隔膜，造成短路带来安全隐患；其次，锂枝晶的生长会使电极的表面积增大，从而使副反应增多，降低电池的库伦效率；锂枝晶生长之后的断裂还会在电池内部引入大量所谓“死锂”，即没有电化学活性的锂颗粒，使得电池的库伦效率降低，还会使电池内阻增大。此外，枝晶生长所带来的电极体积变化问题也不容忽视，对电极材料和电池结构设计都带来了极大的挑战。电化学腐蚀防护的应用，根据电化学中阴极保护/电化学防腐/排流保护的知识，在实验室中主要采用浸出法和电化学测试方法对硬质合金的电化学腐蚀性能进行研究。电化学方法主要通过动电位扫描得到硬质合金试样的极化曲线，从而得到腐蚀电位、腐蚀电流密度、临界电流密度、钝化区间最小电流密度等参数来评价硬质合金的腐蚀性能。氢燃料电池，燃料电池是一种能量转化装置，它将燃料的电化学能转化成电能。它类似于...
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