鋰電池發(fā)明者——John Bannister Goodenough，剛剛?cè)ナ懒耍嚯x他101歲生日剛好還有1個(gè)月。

　　他一生最重要的工作，堪稱人類當(dāng)代“盜火者”普羅米修斯——發(fā)明了多種安全穩(wěn)定的鋰電池化學(xué)體系，在成本、體積、可靠性等方面實(shí)現(xiàn)商業(yè)化基礎(chǔ)。

　　消費(fèi)電子、通信、新能源汽車之所以能誕生發(fā)展，形成市值難以估量的高科技產(chǎn)業(yè)，沒有Goodenough的鋰電池支撐，都不可能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

　　他的人生幾經(jīng)反轉(zhuǎn)，跌宕起伏：本科學(xué)文學(xué)，博士轉(zhuǎn)物理，54歲才開始研究鋰電池，97歲獲諾獎(jiǎng)…

　　百歲高齡之際，Goodenough依然拒絕退休，活躍在科研一線向固態(tài)電池發(fā)起沖擊，甚至在去世前一個(gè)月仍在發(fā)論文——

　　完美詮釋“永遠(yuǎn)不會(huì)太晚”的傳奇人生。

　　百歲鋰電池之父去世

　　John Bannister Goodenough的學(xué)生、鋰電能源公司EnergyX創(chuàng)始人之一的Nicholas Grundish 最早向外界確認(rèn)了他去世的消息。

　　根據(jù)報(bào)道，Goodenough教授于北美時(shí)間6月25日去世，享年100歲。

　　而此時(shí)距離他101歲的生日，僅僅還剩一個(gè)月的時(shí)間。

　　John Bannister Goodenough因?yàn)殇囯姵叵嚓P(guān)成果，在2019年與M． Stanley Whittingham、Akira Yoshino一起獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

　　Goodenough還以97歲高齡成為歷史上最年長的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者。同時(shí)他也是在世的最年長的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者。

　　當(dāng)時(shí)評(píng)委會(huì)給他的評(píng)語是這樣的：

研究使鋰電池的使用方式更加穩(wěn)定，從而開啟了電子設(shè)備便攜化進(jìn)程，為打造一個(gè)無線互聯(lián)的社會(huì)奠定基礎(chǔ)。

　　換句話說，你的手機(jī)、筆記本電腦、新能源汽車…它們的命，都是這位“足夠好”老爺子給的。

　　尤其是我們關(guān)注的新能源汽車行業(yè)，應(yīng)用最多的流行的動(dòng)力電池形式——磷酸鐵鋰、三元鋰電化學(xué)體系，都是Goodenough最先提出并驗(yàn)證的。

　　鋰電池之外，Goodenough在固態(tài)化學(xué)領(lǐng)域的重要開創(chuàng)性工作，也是他獲得諾貝爾獎(jiǎng)的原因之一。

　　上世紀(jì)六十年代他開發(fā)了定性工具—— Goodenough–Kanamori規(guī)則，用于討論和預(yù)測(cè)過渡金屬氧化物磁形離子間的超交換作用。

　　此外他被廣為稱頌的成果，還有計(jì)算機(jī)領(lǐng)域RAM存儲(chǔ)器的創(chuàng)新性發(fā)展。

　　對(duì)于他的功績和貢獻(xiàn)，《分子》雜志曾經(jīng)專門刊文評(píng)價(jià)：

Goodenough可能是最早在基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究之間建立緊密聯(lián)系的人之一。

他還是那種罕見的科學(xué)家——明顯改變了普通人的日常生活，不僅是顯而易見的，而且是必不可少的。

　　傳奇一生

　　Goodenough，還是美國國家工程院、美國國家科學(xué)院、法國科學(xué)院、西班牙皇家科學(xué)院、英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)員，撰寫了超過550篇文章、參與85本著作的編寫，是2009年費(fèi)米獎(jiǎng)得主、2017年威爾齊化學(xué)獎(jiǎng)得主，還獲得了英國皇家學(xué)會(huì)的科普利獎(jiǎng)?wù)隆?/p>

　　材料學(xué)領(lǐng)域也有用他名字命名的John B Goodenough Award。

　　但這還不是Goodenough令人稱奇、敬佩的全部，他的一生是充滿意外反轉(zhuǎn)和跌宕起伏的一生，同樣也是榜樣勵(lì)志的一生。

　　生于文科之家，少年閱讀障礙

　　Goodenough出生于1922年7月25日的德國耶拿。

　　1922年是一個(gè)科學(xué)蓬勃發(fā)展的時(shí)代，當(dāng)時(shí)的德國盡管剛剛經(jīng)歷一戰(zhàn)，但哥廷根學(xué)派的光輝依然閃耀，比如這一年波爾就因關(guān)于原子結(jié)構(gòu)以及原子輻射的研究獲得諾貝爾獎(jiǎng)。

　　費(fèi)米、薛定諤等量子物理領(lǐng)域的大佬也開始展露鋒芒。

　　Goodenough父母都是美國人，而且是文科家庭，父親是歷史學(xué)教授。

　　但當(dāng)時(shí)擺在Goodenough面前的，是怎么克服自己的閱讀障礙癥。因?yàn)殚喿x障礙癥，在小學(xué)和中學(xué)時(shí)代，他受到了不少同學(xué)的戲弄。

　　但在求學(xué)過程中，他也慢慢從大自然，以及詩歌和宗教哲學(xué)中獲得了力量，贏得了學(xué)校的獎(jiǎng)學(xué)金。

　　1940年，18歲的Goodenough考入了耶魯大學(xué)。

　　學(xué)術(shù)之路幾經(jīng)輾轉(zhuǎn)，從文學(xué)到物理

　　Goodenough走向鋰電池、固態(tài)化學(xué)研究之路的歷程，高度曲折，時(shí)間跨度也很大。

　　進(jìn)入耶魯之后，Goodenough還是遵循著自己的興趣，先是選了古典文學(xué)，后來轉(zhuǎn)到了哲學(xué)，期間還學(xué)習(xí)過化學(xué)。

　　這里要額外注意一下，Goodenough后來說自己修化學(xué)，純屬湊學(xué)分，但沒想到后來成為開啟他一生最重要工作的契機(jī)。

　　之后，在一名教授的建議下選擇了數(shù)學(xué)專業(yè)，并堅(jiān)持了下去。

　　這是Goodenough第一次換專業(yè)。

　　但這一路也頗為坎坷，就在讀大學(xué)的第二年，珍珠港事件爆發(fā)了。

　　Goodenough選擇了主動(dòng)申請(qǐng)服役，打了三年，戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后才回到耶魯大學(xué)完成了學(xué)業(yè)。

　　畢業(yè)之后，他再度加入美國空軍，依靠數(shù)學(xué)專業(yè)背景成為了戰(zhàn)爭(zhēng)氣象預(yù)報(bào)專家。

　　1946年，Goodenough迎來了命運(yùn)的轉(zhuǎn)折。當(dāng)時(shí)，美國政府出資，選派軍人去深造，獲得了耶魯大學(xué)教授推薦的Goodenough就在其列，他可以選擇在芝加哥大學(xué)或西北大學(xué)學(xué)習(xí)物理或數(shù)學(xué)。

　　經(jīng)過重重考慮，他決定前往芝加哥大學(xué)攻讀物理學(xué)博士。

　　這是Goodenough第二次換專業(yè)，從數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)向物理，先后是從費(fèi)米和齊納（齊納二極管發(fā)明者）。

　　30歲獲得物理學(xué)博士學(xué)位之后，按照正常劇情，Goodenough在物理學(xué)這條路上一直走了下去，在MIT的林肯實(shí)驗(yàn)室一干就是24年，主要從事內(nèi)存的材料物理和固態(tài)陶瓷研究。

　　而就在54歲這一年，Goodenough的人生又一次轉(zhuǎn)折

　　如何成為鋰電池奠基者？

　　54歲，Goodenough進(jìn)行了人生第一次“跳槽”。

　　那年，牛津大學(xué)需要一位能教無機(jī)化學(xué)，同時(shí)也能管實(shí)驗(yàn)室的教授。

　　Goodenough雖然研究的是物理，但他本科的時(shí)候?yàn)榱藴悓W(xué)分學(xué)了兩門化學(xué)課，就因此意外的被選中了，進(jìn)入牛津大學(xué)任教，并成為無機(jī)化學(xué)研究負(fù)責(zé)人。

　　正是這一次跳槽，讓Goodenough終于在54歲的年紀(jì)開始了一項(xiàng)改變世界的研究。

　　Goodenough在牛津主要研究的課題是可用于能量轉(zhuǎn)換的新材料。當(dāng)時(shí)他初到英國，英國化學(xué)家、和他一起獲得諾獎(jiǎng)的Stanley Whittingham發(fā)明了最早的可充電鋰電池，借助鋰能嵌入二硫化鈦層間這一特性，用二硫化鈦?zhàn)稣龢O，用鋰做負(fù)極。

　　當(dāng)時(shí)的消費(fèi)電子產(chǎn)品只能使用不可充電的碳鋅電池，雖然已經(jīng)有了可充電的鉛酸電池，但畢竟用在電動(dòng)車上的鉛酸電池那么笨重，是沒法拿來做消費(fèi)電子產(chǎn)品的。

　　而Whittingham的這項(xiàng)研究，不僅可以靠鋰離子的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行充電，還能用在小型設(shè)備上，并在室溫下運(yùn)行，解決了兩種電池的痛點(diǎn)。

　　但Whittingham的研究是沒法直接用的，因?yàn)橛幸粋€(gè)大bug：安全問題。

正極，二硫化鈦，在空氣中是非常不穩(wěn)定；

負(fù)極，鋰，這種金屬是易燃；

　　而且，在充放電過程中，鋰會(huì)快速沉積產(chǎn)生枝晶，這樣就容易讓電池短路，這也是現(xiàn)在電動(dòng)車自燃的元兇之一。

　　所以Whittingham發(fā)明的這種電池雖然原理可行，但容易爆炸，是個(gè)危險(xiǎn)品，完全沒法應(yīng)用，需要把正負(fù)極的材料都換掉才行。

　　這個(gè)時(shí)候，學(xué)了30年物理的Goodenough有了一個(gè)大膽的想法：把鋰換成氧化物。

　　他判斷，氧化物可以讓電池在更高的電壓下進(jìn)行充電和放電，根據(jù)物理學(xué)原理，這種電池會(huì)產(chǎn)生更多的電量，并且揮發(fā)性會(huì)更小。

　　于是他測(cè)試了各種氧化物，發(fā)現(xiàn)如果把鈷這種元素放進(jìn)去會(huì)比較穩(wěn)定。

　　終于，在Goodenough到達(dá)牛津的四年后的1980年，57歲的他和水島公一、Philip Jones、Philip Wiseman共同發(fā)現(xiàn)了鈷酸鋰這種物質(zhì)，讓W(xué)hittingham的鋰電池變得穩(wěn)定多了。

　　在他的實(shí)驗(yàn)室外面，英國皇家化學(xué)學(xué)會(huì)樹立了這塊藍(lán)色的牌子，紀(jì)念鈷酸鋰的發(fā)現(xiàn)。

　　不過，鈷酸鋰中的鋰和金屬鋰的化合價(jià)是不同的，鈷酸鋰在電池里是一種正極材料，為了湊成一塊電池，還需要找一種負(fù)極材料。

　　這個(gè)時(shí)候，日本的索尼出現(xiàn)了，他們發(fā)現(xiàn)了石墨可以拿來做負(fù)極材料。

　　然而在英國，因?yàn)榇饲鞍l(fā)生過爆炸事故，大家聞鋰電池色變，甚至Goodenough工作的牛津都不愿意幫忙申請(qǐng)專利，而是讓英國原子能研究機(jī)構(gòu)申請(qǐng)到了這個(gè)專利，后來被索尼買走。

　　于是，索尼成功接下了這個(gè)“燙手山芋”，并和自己研發(fā)的負(fù)極材料放在一起，創(chuàng)造了新的電池，并將之商業(yè)化，用在了各種各樣的電子產(chǎn)品中。

　　而Goodenough，甚至沒有從如今這無法估量鋰電池市場(chǎng)中賺到錢。不過他本人后來在接受c&en采訪的時(shí)候反而很淡定：“我當(dāng)時(shí)并不知道它會(huì)值這么多錢。”

　　雖然在57歲才發(fā)現(xiàn)了讓他名聲大噪的鈷酸鋰，但Goodenough是一個(gè)耐久型選手，后來還發(fā)現(xiàn)了許多種電池材料：

1983年，61歲的他發(fā)現(xiàn)錳尖晶石正極材料。

1997年，75歲的他發(fā)現(xiàn)磷酸鐵鋰正極材料，這些都是電池正極的升級(jí)替代品。

　　如今“鎳鈷錳”三元鋰電池，以及比亞迪(262.890, -4.89, -1.83%)力推的磷酸鐵鋰電池，其實(shí)都是Goodenough最早發(fā)現(xiàn)或奠定基礎(chǔ)的。

　　牛津大學(xué)要求65歲強(qiáng)制退休的，但Goodenough不想退休，于是他在64歲的時(shí)候又跳槽了。

　　這次，他回到了美國，在德州大學(xué)奧斯汀分校當(dāng)機(jī)械工程和材料科學(xué)教授，繼續(xù)做研究。

　　何止是Goodenough

　　97歲獲諾獎(jiǎng)，讓當(dāng)時(shí)的Goodenough老爺子首次被專業(yè)領(lǐng)域之外廣泛關(guān)注。

　　人們驚奇的發(fā)現(xiàn)這個(gè)史上年齡最大的諾獎(jiǎng)獲得者，根本沒有退休，依然活躍在科研一線。

　　Goodenough接受媒體采訪時(shí)也談到了自己的問題，他說：

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(shí)間。

　　就在他去世前的一個(gè)月，2023年5月，Goodenough還作為主要作者之一，在NANO MICRO small期刊上發(fā)表了一篇文章：

　　論文標(biāo)題直譯是“用于固態(tài)鋰金屬電池超薄復(fù)合材料電解質(zhì)原位制造的電泳沉積方法的開發(fā)”。

　　這也與他后期專注的固態(tài)電池方向相吻合。

　　J.B． Goodenough把安全可靠的鋰電池帶給人類，奠定了移動(dòng)通信時(shí)代開啟的基礎(chǔ)，同時(shí)還為新能源汽車革命提供了火種。

　　從某種意義上說，Goodenough本人的歷史功績，可以稱得上是“普羅米修斯”，為人類“偷”來了鋰電池的“天火”，自己卻并未謀取任何直接的經(jīng)濟(jì)利益。

　　而直到去世前的最后人生最后時(shí)刻，他還依然在這個(gè)領(lǐng)域不知疲倦的探索，希望把更環(huán)保清潔的能源形式帶給人類。

　　現(xiàn)在我們可以蓋棺定論地說，他的一生何止是Goodenough，已經(jīng)是Greatenough了。

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