了解一下诺贝尔化学奖
2019年诺贝尔化学奖，授予了三位“为锂电池作出巨大贡献”的科学家，分别是约翰•B•古迪纳夫（John B.Goodenough）、M•斯坦利•威廷汉（M. Stanley Whittingham）和吉野彰（Akira Yoshino）。
三位并非是共同工作研究，而是作为锂电池奠基者、锂电池改造者和锂电池优化者在各处单独进行钻研。目前生活中所不可或缺的种种电子产品都离不开他们的功劳，无论是手机、电脑、相机还是电动汽车，都是基于锂电池技术的成熟才得到快速的发展。
电池简史
要想了解他们的贡献，得先了解一下电池发展里程。
电池的基本原理即是用“活性较高”的金属材料制作阳极（即负极-），而用较为稳定的材料制作阴极（即正极+），阳极材料由于库仑力的原因丢失电子（还原反应），流向阴极使其获得电子（氧化反应），而电池内部（电解液）则发生阴极的阴离子流向阳极与阳离子结合，由此形成回路，产生电能。
也正是因为这种流动本质上是化学反应，所以遵循能量守恒定律。如果对外部用电器（手机、相机等耗电物品）做功了，也就意味着反应产生的能量被用电器“吸收”了，达到相对的平衡。如果没有用电器，但是回路接通，就意味着能量无处可用，将会变成热能，且速度非常快，因为电子移动的速度与光速相同，也就是为什么电池发生短路时会剧烈发热甚至燃烧爆炸。
一旦电池内部化学能量消耗完毕，则电池就没用了。所以可充电的电池，即是能够通过外部通电将内部的化学反应“还原”（归位），也就需要选择特别的材料和设计，能够“完美”恢复原样，使得电池重新获得化学能量。
（伏特堆电池，图来自Visual Capitalist）
1799年，意大利物理学家Alessandro Volta发明了第一款电池（Vlotaic Pile 伏特堆），他利用锌片（阳极）和铜片（阴极）以及浸湿盐水的纸片（电解液）制成了电池，以证明了电是可以人为制造出来的。
（丹尼尔电池，图来自Visual Capitalist）
大约40年后，以为英国化学家John Frederic Daniell通过变换电池形式，解决了伏特堆放电时产生的氢气气泡问题（由于发生化学反应产生了氢气，从而导致电池内部接触不良），此时电池可以达到1V电压。
（铅酸电池，图来自Visual Capitalist）
1850年，法国物理学家Gaston Planté发明了铅酸电池（阳极为铅、阴极为铅氧化物、硫酸溶液为电解质），利用铅不仅仅做到了极低的成本，还能够提供12V的电压，且能够充电循环使用。这类电池被广泛使用，车载蓄电池、早期电动车等都采用这类电池，截止2014年，全球约售出了4470万块铅酸电池。
（镍镉电池，图来自Visual Capitalist）
1899年，瑞典人Waldemar Jungner发明了镍镉电池（镍为阴极、镉为阳极，采用液体电解液），也就是小时候经常会用到的随身听、四驱车所用的充电电池，为现代电子科技打下了基础。不过这类电池有个巨大的缺点，也就是老一辈人经常会告诉你充电池必须用完才能充电的原因，由于其化学特性的原因，如果未用完电量就充电，会发生“镉中毒”现象，导致电池“记忆”了“最低电量”，导致下次充满电量缩小，所以渐渐就被市场淘汰了。
（碱性电池，图来自Visual Capitalist）
1950之后，加拿大工程师Lewis Urry发明了现在非常常见的碱性电池（锌为阳极、镁氧化物为阴极，氢氧化钾为电解液，也就是碱性电池名字来源），就是平时生活中常用的一次性电池，绝大多数都是不可充电的，当然也有特殊设计的碱性电池能够充电，甚至还能够通过按压电池表面显示当前电量。全球售出超过100亿颗。
（镍氢电池，图来自Visual Capitalist）
1989年，第一款商业镍氢电池问世（阳极为金属氢化物或储氢合金、阴极为氢氧化镍），耗时超过20年研发，由戴姆勒-奔驰和德国大众赞助。通过新的配方，镍氢电池相较于镍镉电池提高了能量密度，并且污染减少。更重要的一点，镍氢电池没有“记忆效应”，所以不必像镍镉电池一样担心使用问题。除了大量被使用于数码产品之外，还被早期的丰田Prius混动车所采用。
（锂离子电池，图来自Visual Capitalist）
1991年，索尼公司推出了第一款商业锂离子电池（阳极为石墨，阴极为锂化合物，电极液为锂盐溶于有机溶剂），由于锂电池的高能量密度和配方不同能够适应不同使用环境的特点，被现在广泛使用。
上述多种电池历经200年历史才走到锂电池阶段，其目的就是为了更为轻便、小巧、能量更高，期间很多人为此付出了巨大的努力。
诺贝尔化学奖
锂元素是由Johan August Arfwedson于1817年发现的。锂的特性决定了它非常适合做高能量密度、高电压的电池。
但是由于锂活性过于高，所以遇到水或者空气都可能发生剧烈反应以至于燃烧和爆炸，如何“驯服”它成为了电池发展的关键。此外，锂作为阳极是无可厚非的了，但是如何寻找一种适合作阴极的材料成为了研究者正向追逐的目标。
（锂遇到水发生剧烈反应）
1970年代爆发过一次石油危机，M•斯坦利•威廷汉（M. Stanley Whittingham）决定致力于研发新的能源科技摆脱石油的束缚。
M•斯坦利•威廷汉（M. Stanley Whittingham）
一开始他专注于研究超级导体，然而偶然发现了一种蕴含巨大能量的物质，可以作为锂电池的阴极。
经过多年的实验和研究，M•斯坦利•威廷汉最终采用用硫化钛锂（LixTiS2）作为锂电池的阴极材料，金属锂作为阳极材料，制成了一款锂电池。其电压可达到2.5V，并且在几乎不损失电量情况下循环1100次。但是，由于阳极材料中含有金属锂，而它活性太高，该电池非常不稳定，容易发生燃烧或爆炸情况。
那时，“大哥大”使用的就是这种电池，持有该技术的加拿大公司Moli Energy，将产品问世不到半年，就因为起火爆炸问题而全球召回，从此一蹶不振，后来被日本NEC公司收购。但NEC公司经过几年的检测和摸索，终于弄清楚了出现问题的主要原因，在使用过程，阳极材料金属里会发生“锂枝晶”现象，使得阳极材料变形导致可能碰到阴极材料引起短路。虽然找到了原因，但却迟迟不得解决办法。
出现问题后，科学家们想起了1938年Rüdorff提出的理论，“离子转移电池”方法（ion transfer cell configuration）。于是决定采用一种材料可以替代金属锂作为阳极材料——石墨，阳极材料的目的就释放电子，而石墨的特性可以使电子储存在碳元素之间，虽然石墨相较于金属锂活性（储存电子能力）差一些，但是更加安全。
基于此发展，约翰•B•古迪纳夫（John B.Goodenough）也在研究阴极材料的改善，他预测氧化锂化合物比硫化锂化合物要更为合适。
约翰•B•古迪纳夫（John B.Goodenough）
在经过一系列的实验研究后，1980年，古迪纳夫向外界展示了钴酸锂（LixCoO2）作为阴极的锂电池。
由于采用了石墨作为阳极，这款电池部分解决了“锂枝晶”现象，防止了内部短路现象，又因为其阴极材料的选取，将电压提高至4V（甚至可以达到5V），总体来说相较于威廷汉的锂电池性能好很多、安全很多。
由于该思路过于前卫，又或者是Moli Energy的教训太过于惨痛，当时没有任何一家企业敢接古迪纳夫的发明，甚至自己的母校牛津大学都不愿意为其申请专利。但索尼公司伸出了橄榄枝，将其技术应用于生产，帮助索尼一跃成为锂电池行业老大。
然而有一位科学家认为这还不够，日本的吉野彰（Akira Yoshino）以古迪纳夫的锂电池为基础，将阳极材料从石墨改为了石油焦。