“鋰電之父”的傳奇人生

作者|陳重山 來源|車百智庫(ID：EV100_Plus)

2023年6月25日，諾貝爾化學(xué)獎得主，美國材料科學(xué)家、固體物理學(xué)家，鋰電池的奠基人之一約翰·B·古迪納夫（John Bannister Goodenough）逝世，享年100歲。

古迪納夫被業(yè)內(nèi)尊稱為“鋰電池之父”，是鈷酸鋰、磷酸鐵鋰等鋰電池正極材料的研發(fā)人。2019年，古迪納夫與美國化學(xué)家M. Stanley Whittingham和日本化學(xué)家吉野彰因?qū)ρ邪l(fā)鋰電池做出的貢獻(xiàn)，共同獲得諾貝爾化學(xué)獎。

古迪納夫  圖源：德克薩斯大學(xué)

生前，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。我希望我死之前能看到這一天。”

他的這個未盡的遺愿，或?qū)⒃谖覈徊讲阶優(yōu)楝F(xiàn)實。

新能源汽車是減污降碳，消除“汽車尾氣”的必然選擇。而我國新能源汽車的產(chǎn)銷量，連續(xù)8年位居世界第一。

我國新能源汽車的未來，也十分廣闊。在1月12日百人會舉辦的2023年度媒體溝通會，中國電動汽車百人會副理事長兼秘書長張永偉表示，2023年，我國新能源汽車整體市場規(guī)模有望達(dá)到1000萬輛的規(guī)模，滲透率提升至接近40%。國研中心市場經(jīng)濟研究所王青預(yù)測，新能源汽車對燃油車的替代效應(yīng)越來越強，到2030年，新能源汽車的市場占有率將達(dá)到90%。重慶長安汽車股份有限公司董事長朱華榮早在2022就表示，中國汽車產(chǎn)業(yè)已初步具備停售（純）燃油車的基本條件。

古迪納夫與中國的淵源頗深。

能讓“汽車尾氣”消失的磷酸鐵鋰電池，搭載“上車”，我國的比亞迪做出貢獻(xiàn)頗大。2003年，一直在生產(chǎn)鋰電池的比亞迪，看到了電動汽車的未來，不顧資本市場上的反對，毅然轉(zhuǎn)型生產(chǎn)汽車，押注的就是古迪納夫研發(fā)出的磷酸鐵鋰電池。如今，比亞迪已成全球最大新能源汽車公司。

2019年，寧德時代21C創(chuàng)新實驗室奠基，古迪納夫還特意發(fā)來賀信，對寧德時代等我國企業(yè)“在世界范圍內(nèi)減少人們對于化石燃料的依賴”表示贊賞。

古迪納夫?qū)幍聲r代的賀信 圖源：寧德時代

古迪納夫逝世之時，已達(dá)百歲，可謂高壽。縱觀其人生經(jīng)歷，他的每一步，好像都晚別人一大截子。他54歲才改行研究鋰電池，58歲才發(fā)現(xiàn)鈷酸鋰更適合做鋰電池的正極材料，直到75歲“古稀之年”才研發(fā)出磷酸鐵鋰電池，94歲“鮐背之年”才研發(fā)全固態(tài)電池。拿到諾貝爾獎時，已是97歲，是史上最高齡的諾貝爾獎獲得者，真可謂大器晚成的典型。

不過，如他所言：“做一只爬得最久的烏龜，保持學(xué)習(xí)保持好奇，即使慢一點，遇到一點困難，只要最后能到達(dá)終點。”人生，什么時候開始都不遲。

本文圍繞古迪納夫百歲逝世這一事件，試圖回答三個方面的問題。

1、古迪納夫的前半生經(jīng)歷是怎樣的？

2、哪些事跡構(gòu)成了古迪納夫大器晚成的后半生？

3、古迪納夫的人生經(jīng)歷，給我們后人什么啟示？

一

半生蹉跎

古迪納夫出生于1922 年 7 月 25 日，童年時，因為經(jīng)常目睹父母關(guān)系緊張的情景，并不愉快。他考大學(xué)的前夕，父母離婚了。雖然最終依然考上了耶魯大學(xué)，卻面對900美元每年的學(xué)費捉襟見肘，因為他僅從父親那獲得35美元。不得已，靠獎學(xué)金和當(dāng)家教，才湊夠?qū)W費。

大學(xué)期間，古迪納夫可能很迷茫，換過三四個專業(yè)，先后嘗試修古典文學(xué)、哲學(xué)和數(shù)學(xué)等專業(yè)，最終拿到的是數(shù)學(xué)學(xué)士學(xué)位。

古迪納夫畢業(yè)時，是1944年，正好趕上二戰(zhàn)。他加入了空軍，卻沒當(dāng)上飛行員，而是被派到海島上收集氣象數(shù)據(jù)。

1946年，古迪納夫退役，年齡已達(dá)24歲，打算去芝加哥大學(xué)讀物理學(xué)位，卻遭遇大學(xué)登記員的“勸退”，認(rèn)為古迪納夫此時入行物理學(xué)，已經(jīng)晚了，很難做出成績。縱觀物理學(xué)大家的經(jīng)歷，愛因斯坦26歲提出相對論，居里夫人36歲時拿到諾貝獎，即使是古迪納夫的導(dǎo)師齊納也在30歲時發(fā)明了齊納二極管。

古迪納夫雖然一意孤行讀了物理，且讀到了物理學(xué)博士。但是，他此后的經(jīng)歷，似乎驗證了登記員當(dāng)年的預(yù)測。古迪納夫雖獲準(zhǔn)在麻省理工學(xué)院林肯實驗室開始研究半導(dǎo)體，但干了24年，直到1976年，依然沒有絲毫突破。更為關(guān)鍵的是，在這一年，54歲的古迪納夫還將遭到林肯實驗室的解雇。

當(dāng)時，已年過百半的古迪納夫，有幸獲得牛津大學(xué)的聘書，只是，他又改行了，從物理跨行到化學(xué)，開始研究無機化學(xué)。這種跨行行為，在當(dāng)時是令人瞠目結(jié)舌的。但是，正是這次跨行，讓他開始了鋰電池的研究，為后來的事業(yè)騰飛奠定的基礎(chǔ)。

當(dāng)時的鋰電池屬第一代，是英國科學(xué)家惠廷厄姆研發(fā)出來的，但因為使用硫化鈦材料作為正極材料，極易爆炸。古迪納夫堅信有新的替代材料，夜以繼日地研究了三四年時間。1980年，58歲的古迪納夫找到了替代硫化鈦的材料，即鈷酸鋰。這讓鋰電池而更加穩(wěn)定，且重量減少一半以上。

后來，日本索尼的化學(xué)家研發(fā)出了鋰電池可用的石墨負(fù)極材料，與古迪納夫研發(fā)出的正極材料完美搭配，開發(fā)了新型鋰電池。索尼等企業(yè)將這種電池應(yīng)用于便攜式攝像機、筆記本電腦、手機等無線電子產(chǎn)品中，得以廣泛商業(yè)化。

二

大器晚成

古迪納夫雖在牛津大學(xué)有所成就，但牛津大學(xué)卻有著65歲強制退休的傳統(tǒng)。古迪納夫不服老，依然醉心研究，他認(rèn)為自己研發(fā)出的鈷酸鋰電池，缺點非常多，譬如，安全性差、成本高、壽命短等，需要繼續(xù)改進。

于是，在退休的前一年，即64歲那年，古迪納夫跳槽到德克薩斯州，繼續(xù)研究。

目前看來，整個消費電子，新能源汽車行業(yè)，都要感謝他的這次“不服輸”與跳槽。正是這之后的研究，使古迪納夫發(fā)現(xiàn)了磷酸鐵鋰正極材料，這種材料比之前的鈷酸鋰更便宜、更安全。目前市面上的消費電子，如智能手機、電腦等，多使用磷酸鐵鋰電池。更為關(guān)鍵的是，磷酸鐵鋰電池“上車”，使得如今的新能源汽車得以快速發(fā)展。

這次輝煌成就的出爐，對于古迪納夫來說，并不輕松，來源于他十來年的漫長研究。一直到1997年，75歲的古迪納夫才發(fā)現(xiàn)了磷酸鐵鋰這一正極材料。

磷酸鐵鋰電池的研發(fā)，如今看來，居功至偉。不過，直到十年后，古迪納夫才開始收獲榮譽。2009年，古迪納夫獲得了費米獎，以及由英國皇家化學(xué)學(xué)會頒布、以他名字命名的“John B.Goodenough”獎。2013年，他還獲得美國前總統(tǒng)奧巴馬親自授予的美國國家科學(xué)獎?wù)隆?/p>

當(dāng)時，不少學(xué)界人士認(rèn)為，古迪納夫在鋰電池上的研發(fā)，足以獲得諾貝爾獎。2017年，一封名為《約翰·古迪納夫應(yīng)該獲得諾貝爾獎的公開信》（Open Letter：John Goodenough Deserves A Nobel Prize）出現(xiàn)在了 CleanTechnica 網(wǎng)站上。

又經(jīng)歷了幾年，2019年，已97歲高齡的古迪納夫，終于獲得了瑞典皇家科學(xué)院的認(rèn)定，他與惠廷漢姆和吉野彰三位科學(xué)巨匠，因為在鋰電池研發(fā)道路上所做出的貢獻(xiàn)，共同獲得了諾貝爾化學(xué)獎。他也因此成為了史上最高齡的諾貝爾獎獲得者。

這份姍姍來遲的獎項，足以讓古迪納夫彪炳史冊。

只是古迪納夫依然醉心科學(xué)事業(yè)，即使獲得了榮譽，也不想退休，依然繼續(xù)從事能源方面的研究?？恐拍畹闹?，九十多歲高齡的古迪納夫帶領(lǐng)工程師團隊打造出一個新型的低成本的全固態(tài)電池。這款新電池能量密度至少是當(dāng)下鋰離子電池的三倍，且不易燃燒，循環(huán)壽命更長，同時，充電速率也從幾小時大幅縮短到只有幾分鐘。

三

淡薄名利

如今，斯人已去，縱觀古迪納夫一生，大器晚成，卻依然足以讓后輩膜拜。其孜孜不倦的研究精神，值得后人學(xué)習(xí)。

古迪納夫科學(xué)研究的一生，可謂“甘坐冷板凳”的典型。他一坐冷板凳就是幾年、十幾年，甚至二十幾年也沒突破；但是，他沒有絲毫氣餒，哪怕面臨失業(yè)、強制退休，依然堅持研究。即使已屆高齡，拿到了最高榮譽——諾貝爾獎后，他還是一頭扎在實驗室里。

更為可貴的是，古迪納夫一生淡泊名利的作風(fēng)，與中華民族的傳統(tǒng)道德十分契合。

早在上世紀(jì)80年代，古迪納夫研發(fā)出鈷酸鋰電池。當(dāng)時，牛津大學(xué)以應(yīng)用前景渺茫為由，拒絕幫其申請專利，這才使得索尼輕松買走這個技術(shù)，從而成功實現(xiàn)了商業(yè)化，在消費電子領(lǐng)域獲得了豐厚的利潤。

但古迪納夫卻未從中賺到一分錢。他事后只是淡定地說：“反正我做這個的時候也不知道它會這么值錢，我只知道這就是我應(yīng)該去做的事。”

古迪納夫研發(fā)出的磷酸鐵鋰電池，市場規(guī)模更是十分巨大，單就2022年，據(jù)國際市場研究機構(gòu)MarketsandMarkets公布的報告，全球磷酸鐵鋰電池市場規(guī)模就達(dá)130億美元，未來，將處于快速增長之中。尤其是儲能賽道的快速發(fā)展，對磷酸鐵鋰電池的需求，將會越來越大。

但是，這也沒有給古德納夫帶來多少收入。當(dāng)年，在古迪納夫還在完善磷酸鋰鐵電池的時候，得到消息的日本企業(yè)不惜派遣出商業(yè)間諜，混進古迪納夫的實驗室，在古迪納夫申請專利之前，就竊取了磷酸鐵鋰電池的技術(shù)。古迪納夫發(fā)現(xiàn)后，才急急忙忙讓所在的德州大學(xué)在美國代為申請了專利。

作為一介研究人員，古迪納夫并不擅長維護自身的專利技術(shù)。他直接把專利授權(quán)給德州大學(xué)，而德州大學(xué)又把專利賣給德國南方化工和加拿大的魁北克水電公司。這兩家公司十分擅長商戰(zhàn)，開啟了長久的專利權(quán)大戰(zhàn)，因此獲得了不少收入。

但這些收入，已與古迪納夫無關(guān)。2018年，有媒體問過古迪納夫，有沒有后悔交出專利技術(shù)？他卻表示，“我從來沒想過它會這么值錢，我所想的就是做出一款電池，做出和內(nèi)燃機匹敵的電動汽車。”

如今，中國電動汽車技術(shù)和市場規(guī)模，均居世界魁首，且未來潛力巨大，是對這位科學(xué)巨匠的告慰。

古迪納夫，值得我們尊敬與學(xué)習(xí)！

編者按：本文轉(zhuǎn)載自微信公眾號：車百智庫(ID：EV100_Plus)，作者：陳重山