John B. Goodenough

隨著電氣化革命的到來，動力電池當仁不讓成為代表之一，走入了電動汽車、儲能、電子設(shè)備等各行各業(yè)。然而，到底誰發(fā)明創(chuàng)造了動力電池？為什么要發(fā)明動力電池呢？

跟隨小編的腳步，讓我們走近鋰電池之父——John B. Goodenough（約翰·班寧斯特·古迪納夫）。

1922年7月25日，古迪納夫在美國出生。他有一個年長三歲的哥哥，其父是大學(xué)歷史老師，家庭生活富足。

然而天有不測風(fēng)云，古迪納夫患有先天讀寫困難癥，這令他在青少年時期學(xué)習(xí)起來非常艱難。但盡管如此，古迪納夫還是克服了種種困難，考入耶魯大學(xué)。1943年，他獲得了數(shù)學(xué)學(xué)士學(xué)位，以班上最優(yōu)異的成績畢業(yè)。

這些似乎和動力電池沒半毛錢關(guān)系，但其實克服困難、堅持鉆研的精神一直伴隨著古迪納夫的成長。

古迪納夫讀大學(xué)期間為科學(xué)哲學(xué)所吸引，決定攻讀物理課題，科學(xué)研究的種子就此埋下。

不過天不遂人愿，當時正值二戰(zhàn)期間，古迪納夫沒再進修而是轉(zhuǎn)身投入戰(zhàn)爭，他毅然加入美國空軍，作為氣象專家在美國陸軍航空部隊工作。

在服兵役期間，古迪納夫讀了Whitehead 著的 《Science and the Modern World》（《科學(xué)與現(xiàn)代世界》），這激勵著他不放棄物理的夢想，并發(fā)誓戰(zhàn)后有機會一定要學(xué)習(xí)物理。

1948年退役后，經(jīng)過不懈努力，古迪納夫考進芝加哥大學(xué)，主攻固體物理，師從大名鼎鼎的齊納二極管的發(fā)明人、諾貝爾獎獲得者——Clarence Zener，這對他未來鉆研動力電池材料研究起到了相當大的作用。

1952年，古迪納夫獲得固態(tài)物理博士學(xué)位。隨后，他進入林肯實驗室進行關(guān)于內(nèi)存的材料物理研究。更重要的是，古迪納夫在此期間，第一次接觸到了鋰離子在固體中的遷移，隨后開始固態(tài)陶瓷的基礎(chǔ)研究。

中國有句古話，人過五十天過午。但古迪納夫的人生轉(zhuǎn)機卻正發(fā)生在他54歲這一年。

1976年，古迪納夫進入牛津大學(xué)任教并兼任無機化學(xué)研究負責(zé)人，借此展開了對固體化學(xué)的研究。他主要研究可用于能量轉(zhuǎn)換的新材料，并提出了堿金屬離子固態(tài)電解質(zhì)的構(gòu)架結(jié)構(gòu)概念，由此獲得了以尖晶石層狀結(jié)構(gòu)氧化物作為陰極的鋰離子二次電池的基本專利。

如果可以順利發(fā)展下去，也許如今的動力電池產(chǎn)業(yè)格局會是西方壓倒式入侵東方。然而“劇情”發(fā)展就是這么“跌宕起伏”。

當時的西方市場其實已經(jīng)有了金屬鋰作為電極的鋰電池，非常受市場青睞，這項技術(shù)被掌握在一家名為Moli Energy的加拿大公司手中，該公司本以為能發(fā)大財，卻沒想到電池發(fā)生了爆炸事故。

受此事件的影響，當時正研究鈷酸鋰正極材料的古迪納夫一再表示，其安全系數(shù)比金屬鋰更高，不太可能發(fā)生類似事故。但顯然西方市場被爆炸嚇破了膽，態(tài)度就是管你多安全，一概棄用。

都說“上帝為你關(guān)上一道門，也會為你打開一扇窗?！惫诺霞{夫的鈷酸鋰研究，與日本索尼產(chǎn)生了“化學(xué)效應(yīng)”。

1980年，索尼研發(fā)出了鋰電池可用的石墨負極材料，但苦于沒有合適的正極與之匹配，無法制成鋰離子電池。

正在“撓頭”時，古迪納夫研究的鈷酸鋰對索尼來說簡直就像一道亮光閃現(xiàn)出來。很快，索尼將鈷酸鋰和石墨結(jié)合，開發(fā)出了全新的可充電鋰電池。這種鋰離子電池一經(jīng)問世立刻受到市場歡迎，古迪納夫也由此聲名大噪。

隨著時光推移、市場發(fā)展和技術(shù)突破，鈷酸鋰由于結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定等問題，漸漸無法滿足需求，市場急需替代產(chǎn)品出現(xiàn)。

古迪納夫也關(guān)注到了這一點。1983年古迪納夫和M.Thackeray等人在研究中發(fā)現(xiàn)，錳尖晶石是優(yōu)良的正極材料，具有低價、穩(wěn)定和優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)鋰性能。其分解溫度高，且氧化性遠低于鈷酸鋰，即使出現(xiàn)短路、過充電，也能夠有效避免燃燒、爆炸的危險，大大提高了鋰電池的安全性。

本該安享晚年的古迪納夫沒有退居二線，而是選擇在1986年擔(dān)任美國德州大學(xué)奧斯汀分校機電工程學(xué)院的終身教授，并擔(dān)任該校材料科學(xué)與工程中心負責(zé)人。參與研發(fā)了固體氧化物燃料電池（SOFC）的新型電解質(zhì)和電極材料，并對電子從集中變?yōu)榱鲃咏换バ袨榈奈锢憩F(xiàn)象做出了解釋。

1997年，75歲高齡的古迪納夫又開發(fā)出了低成本的磷酸鐵鋰LiXFePO4正極材料，加快了鋰離子電池的商業(yè)化。

看到這里，你是不是以為古迪納夫已經(jīng)達到事業(yè)巔峰可以衣錦還鄉(xiāng)了？現(xiàn)實并非如此，癡迷動力電池材料研究的他再次啟程，為了提高動力電池的安全性和穩(wěn)定性，古迪納夫投入到全固態(tài)電池的研究工作中。

如今全固態(tài)電池已慢慢成為電動化市場的新寵，很多動力電池企業(yè)都參與其中，雖然仍處于起步階段，但對全固態(tài)電池的發(fā)展充滿了信心。

今年，古迪納夫已是97歲高齡，依然醉心在研究中，繼續(xù)前進。

在去年的一次受訪中，古迪納夫曾說“我想解決汽車的問題。我想讓汽車尾氣從全世界的高速公路上消失。我希望死前能看到這一天。我今年 96 歲，還有時間。”

是的，還有時間，作為動力電池產(chǎn)業(yè)中的一員，愿我們所有業(yè)界同仁也都能夠如古迪納夫一樣，不枉此生、勤奮耕耘、認真鉆研，踏實前進。

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