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Goodenough與科晶的緣分（來源： Goodenough先生回信）
發(fā)布時間：2020-01-13
北京時間10月9日下午5點50分左右，諾貝爾委員會宣布2019諾貝爾化學(xué)獎頒發(fā)給美國約翰·巴尼斯特·古迪納夫（John B.Goodenough）， 英裔美國化學(xué)家斯坦利·威廷漢（Stanley Whittingham）和日本化學(xué)家吉野彰（Akira Yoshino），以表彰他們在鋰離子電池方面做出的杰出貢獻(xiàn)。
Goodenough與科晶的緣分：
科晶聯(lián)盟的創(chuàng)始人江曉平博士當(dāng)年做小型材料實驗室設(shè)備的想法正是得益于John B. Goodenough老先生的啟發(fā)。老先生一直也是江曉平博士最敬仰的教授之一，在得知老先生長期以來一直堅持在研發(fā)第一線，但實驗室設(shè)備很陳舊時，深有感觸。于是在2012年捐了一套實驗室鋰電池研發(fā)設(shè)備給他，幫他改善實驗條件，為此老先生還親自回信給江曉平博士，江曉平博士將這封信一直珍藏至今。
Goodenough教授給江曉平董事長的回信
Goodenough教授與江曉平董事長的合影
Goodenough的傳奇故事：
1922年，約翰·巴尼斯特·古迪納夫（John B. Goodenough）出生在美國，他的祖籍是德國耶拿（Jena）。古迪納夫的童年是在康涅狄格州紐黑文市長大的，他的父親是當(dāng)?shù)匾敶髮W(xué)宗教史的一名學(xué)者。
古迪納夫的童年似乎并不溫暖和充滿樂趣，因為他童年的家庭并不幸福，他形容父母的關(guān)系是“一場災(zāi)難”。古迪納夫的父母最終還是離婚了，之后他考入了耶魯大學(xué)。事后回憶，古迪納夫稱他覺得進入大學(xué)這種對家庭的逃離讓他松了口氣。在耶魯大學(xué)，古迪納夫先是學(xué)習(xí)古典文學(xué)，后來轉(zhuǎn)到了哲學(xué)。大一的時候，古迪納夫選修學(xué)了兩門化學(xué)課。后來，他碰到一個數(shù)學(xué)教授，看古迪納夫天賦異稟，就鼓勵他學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，他聽從了建議，畢業(yè)的時候取得了數(shù)學(xué)學(xué)士學(xué)位。大學(xué)短短幾年時間，古迪納夫就學(xué)習(xí)了這么多的專業(yè)，冥冥之中這似乎也對他隨后的生涯做出了某種預(yù)示。
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紐黑文市，美國康涅狄格州的第二大城，位于紐黑文縣境內(nèi) | 1930年代的耶魯校園，圖片來源：網(wǎng)絡(luò) |
大學(xué)畢業(yè)以后，二戰(zhàn)爆發(fā)，古迪納夫參加了美國空軍。一直到1946年，在軍隊上他被告知自己被選中在芝加哥大學(xué)或西北大學(xué)學(xué)習(xí)物理或數(shù)學(xué)，于是古迪納夫來到芝加哥大學(xué)注冊成為物理學(xué)的研究生。當(dāng)古迪納夫不得不注冊初級本科課程以求趕上他人時，一位教授評論道：“我實在是不明白你們這幫退伍軍人，難道你不知道任何曾經(jīng)做過有趣的物理學(xué)的人在你這個歲數(shù)之前都已經(jīng)做完了，你是想才開始嗎”。盡管如此古迪納夫并沒有一絲退縮，他用自己的行動證明了大器也可以晚成。
1952年，在芝加哥大學(xué)古迪納夫完成了自己的學(xué)業(yè)，拿到了博士學(xué)位。同年，他加入麻省理工學(xué)院林肯實驗室，負(fù)責(zé)開發(fā)亞鐵磁陶瓷，為數(shù)字計算機開發(fā)第一個隨機存取存儲器（RAM）。一直到1976年，古迪納夫得到了機會去英國牛津大學(xué)繼續(xù)研究，在牛津大學(xué)他成了無機化學(xué)實驗室主任。這年，他54歲。當(dāng)古迪納夫還在為適應(yīng)在英國的新生活時，他可能從未想過這里將會是他人生的重要轉(zhuǎn)折點：在這里，他的研究領(lǐng)域轉(zhuǎn)到了電池。他將從一位物理學(xué)家成為影響世界的“鋰電池之父”。
牛津時期的古迪納夫，圖片來源：網(wǎng)絡(luò)
在20世紀(jì)70年代，英國化學(xué)家斯坦利·威廷漢（Stanley Whittingham）在可充電電池上取得了巨大的突破，以TiS2為正極，Li-Al合金為負(fù)極的基于鋰離子嵌入式反應(yīng)的二次電池。鋰離子可以從一個電極穿梭到另一個電極，從而形成可充電電池，威廷漢稱這種原理為嵌入式。但是這種電池存在很大的安全隱患問題，由于充放電過程中鋰枝晶的產(chǎn)生會刺破正負(fù)極之間的隔膜，造成短路，從而會引起電池自燃。
古迪納夫堅持自己能發(fā)明更高效，更安全的鋰離子電池。1980年，古迪納夫的研究終于有了成果，他推出了全新的鋰電池正極材料——鈷酸鋰。鈷酸鋰正極材料有效的改善了鋰枝晶的問題。此時在地球的另一端，日本化學(xué)家吉野彰（Akira Yoshino）也在絞盡腦汁的攻克鋰離子電池難題。他已經(jīng)找到了合適的負(fù)極材料，但苦于沒有合適的正極材料——直到他讀到了古迪納夫的論文。吉野彰回憶：“古迪納夫的發(fā)現(xiàn)給了我所需要的一切，鈷酸鋰運行良好，能把現(xiàn)有的鋰鎘電池的重量縮減三分之一”。1991年，兩人合作發(fā)明的鋰離子電池被索尼公司推向市場，標(biāo)志著鋰離子電池的大規(guī)模使用。
照片攝于1982年的牛津大學(xué)，約翰·古迪納夫位于第一排左二。圖片來源：網(wǎng)絡(luò)
英國皇家化學(xué)會在牛津設(shè)立的藍(lán)色牌匾，以紀(jì)念在此為可充電電池作出的偉大貢獻(xiàn)，古迪納夫的名字赫然在列 圖片來源：網(wǎng)絡(luò)
1986年，從牛津大學(xué)退休的古迪納夫回到了祖國，進入德克薩斯州大學(xué)奧斯丁分校，繼續(xù)著他的研究。直到1997年，經(jīng)過不斷嘗試，古迪納夫和他的實驗室，在度發(fā)現(xiàn)鋰離子正極材料——磷酸鐵鋰。這一年，他75歲。
直到2019年10月9日古迪納夫獲得諾貝爾獎，彼時，他已經(jīng)有97歲的高齡了，是截止目前年齡最高的諾貝爾獎獲得者。
如今，如此高齡的古迪納夫老先生并沒有打算退休，而是繼續(xù)著他的科研事業(yè)。老先生目前將研究重點指向了全固態(tài)電池。2018年3月9日，古迪納夫老先生在《Nature Electronics》發(fā)表了一篇題為《How we made the Li-ion rechargeable battery》的文章。文章中老先生追述了鋰離子電池的歷史，并展望了可充電電池的未來發(fā)展方向——全固態(tài)電池。
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