3个诺奖得主+元素周期表3号元素，汽车业就这样被改变了

每年的诺贝尔奖都会引起社会各界的强烈关注。在诺贝尔奖中，化学奖是一个相对独特的奖项。

一方面，设立该奖项的阿尔弗雷德·伯纳德·诺贝尔本人是一位杰出的化学家，他最著名的发明是使用硝酸甘油制造炸药。另一方面，许多获奖成果并不局限于化学，而是涉及生物学和物理学等多个学科。因此，诺贝尔化学奖也被嘲笑为“综合科学奖”。他们的成就往往对人类生活产生更直接、更实际的影响，尤其是今年的诺贝尔化学奖。

2019年诺贝尔化学奖授予了美国科学家约翰·B·古迪纳夫、英国科学家M·斯坦利·惠廷厄姆和日本科学家吉野，以表彰他们在锂离子电池研发领域的贡献。锂电池为无线和无化石燃料社会奠定了基础，从根本上改变了人们的日常生活，从手机、使用碳材料作为阳极的锂离子电池，使得锂电池能够商业化。1991年，日本索尼公司首次将开发了20多年的锂离子电池推向市场。

振兴电动汽车

然而，尽管锂离子电池在1991年商业化，但在功率、寿命和安全性方面，它们没有达到最高的工业级标准——汽车级标准。直到1993年，日本大阪燃气公司使用中间相碳微球碳材料作为锂离子电池的阳极，锂离子电池性能才得到显著提高，并进入汽车公司的视线。

自1992年以来，日产一直在为Leaf开发锂离子电池。自1996年以来，配备锂离子电池的“PRIRIE JOY”电动汽车已在日本销售。

2005年后，以人造石墨为阳极的锂电池因其优异的电化学性能开始在动力电池中广泛应用，电动汽车日趋成熟。2008年，奥巴马上台，大力推动电动汽车的发展。锂电池的全球发展进入了新的高潮，作为电动汽车的“心脏”，他们重新定义了电动汽车。

从2010年12月开始，日产开始在美国、日本和欧洲销售Leaf电动汽车。2012年，特斯拉还成功地使用松下18650锂电池制造了广受欢迎的电动汽车Model S。

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随着世界各国政府对可再生资源的日益重视和强有力的政策支持，全球新能源汽车市场已进入快速发展通道。

以欧洲为例，早在2015年，挪威就宣布在2025年限制销售汽油动力汽车；次年，荷兰还宣布在2030年后实现新车零排放；

英国、法国和西班牙都发布了禁令，表示将在2040年后停止销售柴油和汽油汽车。

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几乎所有主要的汽车公司都认为汽车电动化是目前最重要的战略计划：

丰田计划在20世纪20年代初推出十多款新型纯电动汽车，到2030年销量将超过550万辆。

大众汽车计划到2028年销售2200万辆不同品牌的电动汽车。

宝马集团的目标是到2021在全球交付总计100万辆电动汽车。

戴姆勒计划到2030年占电动汽车新乘用车销量的一半。

沃尔沃预计到2025年，其电动汽车总销量将增至100万辆，其中中纯电动汽车占50%。

数据显示，2014年，全球新能源汽车产量达到34.1万辆。截至2018年，新能源汽车产量迅速增长至192.4万辆，市场份额为2.1%，同比增长72%。预计到2023年，全球新能源汽车产量将达到887.5万辆，未来五年复合年增长率将达到35.8%。电动汽车已经成为汽车工业的重要组成部分。

对中国来说，电动汽车的快速发展为变道超车提供了良好的机会。

从2009年的“十城千车”计划开始，在政府的大力推动和支持下，中国新能源汽车产业在过去十年中取得了巨大突破。

2018年，中国新能源汽车销量达到125.6万辆，占全球新能源汽车销售额的60%。比亚迪和北汽新能源已成为全球销量第二和第三大新能源汽车制造商，仅次于特斯拉。

与此同时，中国还打造了以蔚来、威马、小鹏等为代表的造车新势力，并在产品差异化和商业模式上进行了创新尝试。

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工业化进程和模式

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动力锂电池作为电动汽车的“心脏”，占电动汽车成本的三分之一到一半，也是电动汽车的竞争核心之一。

动力电池领域受到全球新能源汽车市场快速发展的推动，成为近年来推动全球锂离子电池市场快速增长的主要因素。

根据中国商务研究院和高新技术产业研究院发布的数据，2018年全球锂离子电池市场产量同比增长21.81%，达到188.80 GWh，过去五年的复合年增长率为27.12%。根据高产业研究院的分析，未来五年，动力电池将继续是锂离子电池行业增长最快的行业。

从全球来看，自20世纪90年代初锂离子电池行业正式诞生以来，它已经从日本的垄断逐渐转变为日本和韩国的竞争，现在中国、日本和韩国成为三方力量。

日本的松下、韩国的三星、SK、LG，以及中国的宁德时代（300750，股吧）和比亚迪，被认为是全球领先的电动汽车动力电池公司，占据了大部分市场份额。

在三大锂电池大国中，只有中国拥有丰富的锂资源、完整的锂电池产业链和庞大的基础人才储备，使成为世界上锂电池及其材料产业发展最具吸引力的地区，并成为世界上最大的锂电池材料和电池生产基地。中国的宁德时代和比亚迪分别位列全球十大锂电池公司的第二和第三位。

随着电池能量密度的不断提高，车载锂离子电池的竞争将越来越激烈。动力电池的质量、成本、安全和技术升级将是动力电池行业竞争的焦点，也是整个新能源汽车行业竞争的关键。

目前，中国动力电池产业格局正在发生快速变化。一方面，日本和韩国的电池公司正在加快重返中国市场的步伐，开始拥有fre……

与中国汽车制造商保持联系。不久前，吉利与LG化学宣布成立新的合资公司，释放出中韩公司新电池合作项目落地的信号；另一方面，汽车制造商希望获得对电动汽车行业的控制权，提高他们在供应链系统中的议价能力，并开始自己参与电池制造，以改善产业链的布局。

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对于大多数车企来说，动力电池虽然有天然的行业壁垒，但在产业发展过程中并不愿意放弃主动权，希望在转型过程中将更多的动力电池核心技术掌握在自己手中。

例如，大众汽车集团投资近10亿欧元在欧洲建立锂和固态电池生产工厂，并投资美国Quantum Scape公司，在固态电池领域获得优势；

长城汽车（601633，股吧）也将分离其动力电池蜂窝能源，并准备上市。未来，它将不仅仅供应长城汽车。

此外，丰田、通用汽车、吉利、比亚迪、长城汽车、广汽传祺、上汽乘用车等企业将电池作为未来的核心竞争力，打算覆盖从电池研发、生产、处理、回收的全过程链。

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更广阔的发展前景

从锂电池本身的发展来看，随着液态锂电池的性能不断接近理论极限，以固态电池、锂金属电池、富锂锰基正极和高压尖晶石正极为代表的多元化新型锂电池技术的竞争正在展开。

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现在更好的发展方向是固态锂电池。固态电池和传统锂电池的区别在于使用固态离子而不是电解质。它的密度和结构允许更多的带电离子聚集在一端，传导更大的电流，从而提高电池容量。

全固态锂电池具有极高的安全性，因为它们的固体电解质不可燃、无腐蚀性、无挥发性，并且不会泄漏液体。同时，它们还克服了锂枝晶现象，大大降低了配备全固态锂电池的车辆自燃的概率。

包括97岁的John B.Gudinov在内的各国锂电池领域的科学家正在朝着这个方向大力发展。然而，固态电解质具有高电阻，并且在功率密度、导电性、电池速率、电池制备效率和成本控制方面存在显著问题。因此，固态锂电池目前正处于实验室探索和初步商业化阶段。

纵观锂离子电池的发展史，可以说是人类不断突破理论极限的过程。锂离子电池关键技术的诞生、发展、成熟和商业化，有赖于科学界和工业界的共同创新和努力，最终帮助电动汽车在沉寂了一个世纪后再次成为汽车行业的重要组成部分。

附件：2019年诺贝尔化学奖获奖者简介

约翰·B·古迪纳夫

1922年出生于德国耶拿，二战老兵，1943年在耶鲁大学获得数学学士学位，1951年和1952年在芝加哥大学获得物理学硕士和博士学位。

他的职业生涯始于麻省理工学院林肯实验室。1976年至1986年，他加入牛津大学，担任教授和无机化学实验室主任。在此期间，他发明了锂电池。离开牛津大学后，他加入了德克萨斯大学奥斯汀分校，目前是该校机械工程和材料科学教授。他目前是美国科学院和工程院的成员。

58岁发明钴酸锂电池，75岁发明磷酸铁锂电池，90岁后开始研究全固态电池。他被誉为“锂离子电池之父”，以97岁的高龄打破了诺贝尔奖获得者的最高年龄纪录。

他曾获得2001年的日本奖、2009年的恩里科·费米奖、2011年的国家科学奖章和2014年的查尔斯·斯塔克·德雷珀奖。

M.Stanley Whittingham先生

1941年出生于英国，毕业于牛津大学，获得学士、硕士和博士学位。他于1968年获得博士学位。目前，他是纽约州立大学石溪分校化学系的杰出教授、纽约州立大学宾厄姆顿分校化学教授、材料研究与材料科学与工程研究所所长、纽约电池与储能协会董事会副主席。在加入纽约州立大学之前，我在埃克森石油公司工作了很长一段时间，从事电池研发。

他是锂离子电池研究的先驱，也是第一个提出锂离子电池概念的人。他使用硫化钛作为正极材料，金属锂作为……

负极材料，制造世界上第一个锂离子电池。近年来，他的研究重点是新型无机氧化物材料的制备及其化学和物理财产。最近，他的研究团队发现了单相反应在电池电极放电中的关键作用。

2015年，威廷汉因其在锂离子电池领域的开创性研究而获得卡罗拉维安化学引文奖。2018年，他当选为国家工程院院士，以表彰他在插层化学在储能材料中的应用方面做出的开创性贡献。

吉野明

1948年出生于日本福田。1970年毕业于京都大学工学部石油化学系。1972年获得京都大学工学硕士学位，2005年获得日本大阪大学博士学位。现任朝日化学株式会社名誉特别研究员、技术研究小组锂离子电池材料评价研究中心主任委员、明成大学研究生院理工科教授。

1983年，吉野开发了一种使用锂钴氧化物的阴极和一种使用聚乙炔的阳极。1983年，他制造了世界上第一个可充电锂离子电池的原型。1985年，克服了许多技术问题，彻底消除了金属锂，确立了含锂碱性锂离子电池的基本概念，并在日本获得了注册专利。由于其极高的安全性、稳定的能量输出和合理的价格，锂离子电池最终于1991年由索尼首次商业化。

他曾获得2013年全球能源奖、2014年查尔斯·斯塔克·德雷珀奖、2018年日本奖和2019年欧洲发明家奖。

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