撰文 / 周 洲

編輯 / 錢亞光

設計 / 師 超

如果你正在使用電腦或者手機等移動電子設備，請稍微暫停，請緬懷剛剛去世的百歲鋰離子電池發明者——約翰·班尼斯特·古迪納夫（John Bannister Goodenough）教授。

如果沒有他，我們的手機和電腦就沒有辦法進行充電和使用。他參與創造了這個可充電的世界。

(資料圖)

“感謝關注。老板是美國（時間）下午1:46分走的，非常安詳。”中國科學院化學研究所研究員、博導辛森對汽車商業評論稱，美國時間6月25日下午1時46分，他的導師古迪納夫教授在距離101歲生日的前一個月，安詳離世。

辛森習慣稱導師為“老板”。古迪納夫的英文是Goodenough，因其謙遜以及姓氏翻譯，被大家詼諧地稱為“足夠好”老爺子。

在去世前1個月，5月10日，古迪納夫還作為聯合作者在SCI分區1區的頂級期刊NANO-MICRO small期刊上發表了關于固態鋰金屬電池的論文。

辛森從2015年8月至2019年5月在美國德克薩斯州大學奧斯汀分校“足夠好”老爺子那里當博士后。

“足夠好”老爺子留給辛森的不僅僅是科學方法，在他看來更多的是做人。老爺子幽默樂天和樸素的性格，讓他覺得只要在古迪納夫研究組待過，人生遇到什么事都不叫事兒。

辛森回國前，“足夠好”老爺子囑咐他回國后“Do good things”——做對的事。

辛森說，他們這群回國的同學，打算在近期為“老板”開展一些紀念活動。

這個喜歡吃中餐廣式點心的“足夠好”先生，世間再沒有了。

童年

“足夠好”老爺子的童年并不好過。

1922年7月25日，古迪納夫出生在德國耶拿（Jena），他是家中四個孩子中的第二個小孩。他那位持不可知論觀點的父親厄溫·古迪納夫（Erwin Goodenough）從牛津大學完成學業回到耶魯大學任副教授，教習比較宗教學，還是嬰兒的他也隨家遷居美國康涅狄格州伍德布里奇。

古迪納夫的童年過得很孤獨。他在2008年出版的回憶錄《見證恩典》中稱，他和另外三個手足覺得跟父母感情疏離，家中只有一條狗和一位女仆對他友好。

（左：和哥哥Ward；中：1930年左右的古迪納夫；右：和妹妹Hester）

7歲那年，他發現自己有閱讀障礙。12歲時，古迪納夫被送往格羅頓寄宿學校。這是全球最好的50所中學之一。他用一種思維意識方法，克服了閱讀障礙：避開英文和歷史，學習數學和語言。他在這里學習了6年拉丁文和希臘文。

18歲時，古迪納夫進入耶魯大學學習，最開始他選擇了自己喜歡的古典文學。在大學一年級時，作為文科生的他，選修了化學入門課程。

在一名教授的建議下，他第一次換了專業，學習數學。在他快要完成大學學業的時候，1943年，古迪納夫作為氣象專家參加“二戰”，在美國陸軍航空隊服役。

（二戰期間，古迪納夫在新英格蘭海岸的航行中。圖源：諾貝爾獎官網）

一天晚上，他在讀數學家懷特黑德的《科學與現代世界》時，決定如果從戰爭中回來，就學習物理學。

天隨人愿。1946年，古迪納夫獲得美國政府資助軍人學習深造的資格，進入芝加哥大學，師從克拉倫斯·齊納（Clarence Zener，齊納二極管發明者）、愛德華·泰勒（Edward Teller，核物理學家、氫彈之父）和恩利克·費米（Enrico Fermi，1938年諾貝爾物理學獎獲得者）學習物理。這位已經24歲的二戰老兵看起來早已過了要學趁早的年紀，但這不妨礙他在1952年獲得了博士學位。

同年，他加入麻省理工學院（M.I.T.）林肯實驗室，成為跨學科研究團隊的一員，為數字計算機開發隨機存取存儲器（RAM）的底層架構，并為美國第一個空中防御體系作規劃。

1976年，聯邦基金停止了對他所在項目的資金支持。古迪納夫考慮轉換軌道。他在50多歲開始轉向電化學的研究，開啟了他后來畢生致力的鋰離子電池研究征程。

電池

就在古迪納夫結束在林肯實驗室工作的1976年，他跳槽了，接受了英國牛津大學實驗室無機化學教授和領導的職位。

從“新大陸”到“舊大陸”，古迪納夫謙虛地稱自己“開始學習電化學”，開始研究可充鋰離子電池。

（古迪納夫和妻子。圖源：諾貝爾官網）

20世紀70年代，美國爆發石油危機，政府意識到對石油進口的過度依賴性，開始大力發展太陽能和風能。

但由于太陽能和風能的間歇性特點，最終還是需要可充電電池來儲存這些可再生的清潔能源。

1972年，石油巨頭埃克森美孚招募了一批研究人員應對該危機，斯坦利·惠廷厄姆（M. Stanley Whittingham）就是其中之一。

出生在英國、畢業于牛津大學的美國科學家惠廷厄姆在紐約起草了鋰電池的初始設計方案，采用硫化鈦作為正極材料，金屬鋰作為負極材料，制成了首個新型鋰電池。

鋰電池并不是新鮮事物。

早在1912年，美國物理化學家、美國加州大學伯克利分校前化學院院長吉爾伯特·牛頓·路易士（Gilbert N. Lewis）提出并研究鋰金屬電池。但由于鋰屬于化學性質非常活潑的金屬，鋰金屬的加工、保存和使用對環境要求非常高，因此鋰電池長期沒有得到應用。

1972年，米歇爾·阿曼德（M. Armand）等提出的“搖椅式”電池（rocking chair battery），涉及鋰離子電池的基本概念。

鋰離子電池由鋰電池發展而來。

鋰離子電池是一種二次電池（可充電電池），主要由正極、負極、電解液、隔膜、外電路等部分組成。

鋰離子電池主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。在充電過程中，鋰離子從正極材料中脫出，經過電解液傳輸至負極，電子由負極經外電路轉移至正極；而在放電過程中，鋰離子和電子的運動方向則與充電過程相反。

正負極材料的研發，是鋰離子電池發展的關鍵所在。包括古迪納夫在內的五位科學家為正負極材料的研究作了開創性的貢獻。

目前商用的鋰電池正極材料幾乎全由古迪納夫率先提出、研究發明，包括鈷酸鋰（1957年）以及磷酸鐵鋰（1997年）。他在鋰離子電池領域是名副其實的“鋰離子電池之父”。

磷酸鐵鋰是目前安全度較高、商業化成本較低的鋰離子電池正極材料，不含任何對人體有害的重金屬元素。

諾獎

潛心研究鋰離子電池幾十載，淡泊名利甚至樂意分享專利的“足夠好”老爺子，被諾獎“砸中”。

北京時間2019年10月9日下午5點50分左右，瑞典皇家科學院宣布將該年度的諾貝爾化學獎授予古迪納夫和前述的斯坦利·惠廷厄姆，還有日本的吉野彰（Akira Yoshino），以表彰他們在鋰電池領域的貢獻。

評委會給他的獲獎評語是：研究使鋰電池的使用方式更加穩定，從而開啟了電子設備便攜化進程，為打造一個無線互聯的社會奠定基礎。

諾貝爾獎官網的文章將三人形容為“他們創造了一個可充電的世界”。三位科學家將共享900萬瑞典克朗（約合人民幣650萬元）的獎金。

古迪納夫獲得諾獎時，已經97歲了 ，超過2018 年獲得諾貝爾物理學獎時96歲的阿瑟·阿什金，創了諾獎獲得者的年齡記錄。

包括辛森在內的所有學生都覺得導師早就該獲獎了，尤其是諾貝爾物理學獎，這才和導師的專業“門當戶對”。最終導師摘得諾貝爾化學獎，大家覺得都很開心。

獲獎時，古迪納夫開心的同時亦擔心，鋰資源的重要性不亞于石油等戰略性資源，一旦鋰資源開采出現瓶頸，可能會跟石油一樣成為戰爭的導火索。

他也認為，鋰電池的能量密度和安全性還“不夠好”。所以，他又開始研究固態電池和鈉離子電池。

2017年3月，古迪納夫科研組發表論文稱，他們發明了一種同時具有鋰離子和鈉離子導電性，室溫下離子電導率>10-2 S/cm的玻璃態（非晶態）氧化物固態電解質。用這種固態電解質制備的全固態電池有超過1000次的循環壽命。

如今，鈉離子電池已經開始量產裝車，已成為下一代技術方向的固態電池也開始準備裝車。

古迪納夫1951年和艾琳·威斯曼（Irene Wiseman）結婚，二人無子女。威斯曼于2016年去世。威斯曼去世前患有阿爾茨海默病，古迪納夫每天去醫院給妻子送飯。

由于牛津大學有65歲退休制，古迪納夫64歲從牛津大學跳槽，此后一直在德克薩斯州大學奧斯汀分校任機械工程和材料科學教授。

（古迪納夫在奧斯汀的實驗室）

古迪納夫留下了8本書，800多篇科學論文。他一生獲獎無數，包括日本國際獎（Japan Prize）、費米獎（美國原子能機構所設）、查爾斯·斯塔克·德拉普爾獎（美國國家工程院頒發）、韋爾奇化學獎、本杰明·富蘭克林獎章等，2011年獲當時總統奧巴馬頒發美國國家科學獎。

古迪納夫曾說：“做一只爬得最久的烏龜，保持學習保持好奇，即使慢一點，遇到一點困難，只要最后能到達終點，又有什么關系呢。畢竟人生沒有白走的路，每一步都算數。如果你不對生活失望，生活也不會讓你失望。”

參考資料：1、《紐約時報》《百歲鋰離子電池之父去世》https://www.nytimes.com/2023/06/26/science/john-goodenough-dead.html

2、中科院物理所，《諾貝爾化學獎頒給鋰電池領域，“足夠好”老爺子打破諾獎最高齡得獎紀錄》https://www.jiemian.com/article/3561338.html

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