那个喜欢吃广式点心的“锂离子电池之父”走了

撰文 / 周 洲

编辑 / 钱亚光

设计 / 师 超

如果你正在使用电脑或者手机等移动电子设备，请稍微暂停，请缅怀刚刚去世的百岁锂离子电池发明者——约翰·班尼斯特·古迪纳夫（John Bannister Goodenough）教授。

如果没有他，我们的手机和电脑就没有办法进行充电和使用。他参与创造了这个可充电的世界。

(资料图)

“感谢关注。老板是美国（时间）下午1:46分走的，非常安详。”中国科学院化学研究所研究员、博导辛森对汽车商业评论称，美国时间6月25日下午1时46分，他的导师古迪纳夫教授在距离101岁生日的前一个月，安详离世。

辛森习惯称导师为“老板”。古迪纳夫的英文是Goodenough，因其谦逊以及姓氏翻译，被大家诙谐地称为“足够好”老爷子。

在去世前1个月，5月10日，古迪纳夫还作为联合作者在SCI分区1区的顶级期刊NANO-MICRO small期刊上发表了关于固态锂金属电池的论文。

辛森从2015年8月至2019年5月在美国德克萨斯州大学奥斯汀分校“足够好”老爷子那里当博士后。

“足够好”老爷子留给辛森的不仅仅是科学方法，在他看来更多的是做人。老爷子幽默乐天和朴素的性格，让他觉得只要在古迪纳夫研究组待过，人生遇到什么事都不叫事儿。

辛森回国前，“足够好”老爷子嘱咐他回国后“Do good things”——做对的事。

辛森说，他们这群回国的同学，打算在近期为“老板”开展一些纪念活动。

这个喜欢吃中餐广式点心的“足够好”先生，世间再没有了。

童年

“足够好”老爷子的童年并不好过。

1922年7月25日，古迪纳夫出生在德国耶拿（Jena），他是家中四个孩子中的第二个小孩。他那位持不可知论观点的父亲厄温·古迪纳夫（Erwin Goodenough）从牛津大学完成学业回到耶鲁大学任副教授，教习比较宗教学，还是婴儿的他也随家迁居美国康涅狄格州伍德布里奇。

古迪纳夫的童年过得很孤独。他在2008年出版的回忆录《见证恩典》中称，他和另外三个手足觉得跟父母感情疏离，家中只有一条狗和一位女仆对他友好。

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

7岁那年，他发现自己有阅读障碍。12岁时，古迪纳夫被送往格罗顿寄宿学校。这是全球最好的50所中学之一。他用一种思维意识方法，克服了阅读障碍：避开英文和历史，学习数学和语言。他在这里学习了6年拉丁文和希腊文。

18岁时，古迪纳夫进入耶鲁大学学习，最开始他选择了自己喜欢的古典文学。在大学一年级时，作为文科生的他，选修了化学入门课程。

在一名教授的建议下，他第一次换了专业，学习数学。在他快要完成大学学业的时候，1943年，古迪纳夫作为气象专家参加“二战”，在美国陆军航空队服役。

（二战期间，古迪纳夫在新英格兰海岸的航行中。图源：诺贝尔奖官网）

一天晚上，他在读数学家怀特黑德的《科学与现代世界》时，决定如果从战争中回来，就学习物理学。

天随人愿。1946年，古迪纳夫获得美国政府资助军人学习深造的资格，进入芝加哥大学，师从克拉伦斯·齐纳（Clarence Zener，齐纳二极管发明者）、爱德华·泰勒（Edward Teller，核物理学家、氢弹之父）和恩利克·费米（Enrico Fermi，1938年诺贝尔物理学奖获得者）学习物理。这位已经24岁的二战老兵看起来早已过了要学趁早的年纪，但这不妨碍他在1952年获得了博士学位。

同年，他加入麻省理工学院（M.I.T.）林肯实验室，成为跨学科研究团队的一员，为数字计算机开发随机存取存储器（RAM）的底层架构，并为美国第一个空中防御体系作规划。

1976年，联邦基金停止了对他所在项目的资金支持。古迪纳夫考虑转换轨道。他在50多岁开始转向电化学的研究，开启了他后来毕生致力的锂离子电池研究征程。

电池

就在古迪纳夫结束在林肯实验室工作的1976年，他跳槽了，接受了英国牛津大学实验室无机化学教授和领导的职位。

从“新大陆”到“旧大陆”，古迪纳夫谦虚地称自己“开始学习电化学”，开始研究可充锂离子电池。

（古迪纳夫和妻子。图源：诺贝尔官网）

20世纪70年代，美国爆发石油危机，政府意识到对石油进口的过度依赖性，开始大力发展太阳能和风能。

但由于太阳能和风能的间歇性特点，最终还是需要可充电电池来储存这些可再生的清洁能源。

1972年，石油巨头埃克森美孚招募了一批研究人员应对该危机，斯坦利·惠廷厄姆（M. Stanley Whittingham）就是其中之一。

出生在英国、毕业于牛津大学的美国科学家惠廷厄姆在纽约起草了锂电池的初始设计方案，采用硫化钛作为正极材料，金属锂作为负极材料，制成了首个新型锂电池。

锂电池并不是新鲜事物。

早在1912年，美国物理化学家、美国加州大学伯克利分校前化学院院长吉尔伯特·牛顿·路易士（Gilbert N. Lewis）提出并研究锂金属电池。但由于锂属于化学性质非常活泼的金属，锂金属的加工、保存和使用对环境要求非常高，因此锂电池长期没有得到应用。

1972年，米歇尔·阿曼德（M. Armand）等提出的“摇椅式”电池（rocking chair battery），涉及锂离子电池的基本概念。

锂离子电池由锂电池发展而来。

锂离子电池是一种二次电池（可充电电池），主要由正极、负极、电解液、隔膜、外电路等部分组成。

锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充电过程中，锂离子从正极材料中脱出，经过电解液传输至负极，电子由负极经外电路转移至正极；而在放电过程中，锂离子和电子的运动方向则与充电过程相反。

正负极材料的研发，是锂离子电池发展的关键所在。包括古迪纳夫在内的五位科学家为正负极材料的研究作了开创性的贡献。

目前商用的锂电池正极材料几乎全由古迪纳夫率先提出、研究发明，包括钴酸锂（1957年）以及磷酸铁锂（1997年）。他在锂离子电池领域是名副其实的“锂离子电池之父”。

磷酸铁锂是目前安全度较高、商业化成本较低的锂离子电池正极材料，不含任何对人体有害的重金属元素。

诺奖

潜心研究锂离子电池几十载，淡泊名利甚至乐意分享专利的“足够好”老爷子，被诺奖“砸中”。

北京时间2019年10月9日下午5点50分左右，瑞典皇家科学院宣布将该年度的诺贝尔化学奖授予古迪纳夫和前述的斯坦利·惠廷厄姆，还有日本的吉野彰（Akira Yoshino），以表彰他们在锂电池领域的贡献。

评委会给他的获奖评语是：研究使锂电池的使用方式更加稳定，从而开启了电子设备便携化进程，为打造一个无线互联的社会奠定基础。

诺贝尔奖官网的文章将三人形容为“他们创造了一个可充电的世界”。三位科学家将共享900万瑞典克朗（约合人民币650万元）的奖金。

古迪纳夫获得诺奖时，已经97岁了 ，超过2018 年获得诺贝尔物理学奖时96岁的阿瑟·阿什金，创了诺奖获得者的年龄记录。

包括辛森在内的所有学生都觉得导师早就该获奖了，尤其是诺贝尔物理学奖，这才和导师的专业“门当户对”。最终导师摘得诺贝尔化学奖，大家觉得都很开心。

获奖时，古迪纳夫开心的同时亦担心，锂资源的重要性不亚于石油等战略性资源，一旦锂资源开采出现瓶颈，可能会跟石油一样成为战争的导火索。

他也认为，锂电池的能量密度和安全性还“不够好”。所以，他又开始研究固态电池和钠离子电池。

2017年3月，古迪纳夫科研组发表论文称，他们发明了一种同时具有锂离子和钠离子导电性，室温下离子电导率>10-2 S/cm的玻璃态（非晶态）氧化物固态电解质。用这种固态电解质制备的全固态电池有超过1000次的循环寿命。

如今，钠离子电池已经开始量产装车，已成为下一代技术方向的固态电池也开始准备装车。

古迪纳夫1951年和艾琳·威斯曼（Irene Wiseman）结婚，二人无子女。威斯曼于2016年去世。威斯曼去世前患有阿尔茨海默病，古迪纳夫每天去医院给妻子送饭。

由于牛津大学有65岁退休制，古迪纳夫64岁从牛津大学跳槽，此后一直在德克萨斯州大学奥斯汀分校任机械工程和材料科学教授。

（古迪纳夫在奥斯汀的实验室）

古迪纳夫留下了8本书，800多篇科学论文。他一生获奖无数，包括日本国际奖（Japan Prize）、费米奖（美国原子能机构所设）、查尔斯·斯塔克·德拉普尔奖（美国国家工程院颁发）、韦尔奇化学奖、本杰明·富兰克林奖章等，2011年获当时总统奥巴马颁发美国国家科学奖。

古迪纳夫曾说：“做一只爬得最久的乌龟，保持学习保持好奇，即使慢一点，遇到一点困难，只要最后能到达终点，又有什么关系呢。毕竟人生没有白走的路，每一步都算数。如果你不对生活失望，生活也不会让你失望。”

参考资料：1、《纽约时报》《百岁锂离子电池之父去世》https://www.nytimes.com/2023/06/26/science/john-goodenough-dead.html

2、中科院物理所，《诺贝尔化学奖颁给锂电池领域，“足够好”老爷子打破诺奖最高龄得奖纪录》https://www.jiemian.com/article/3561338.html

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