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锂电之父、诺奖得主Goodenough逝世,享年100岁

佚名2023-06-27
6月26日,外媒Businessline报道,锂离子电池的共同发明者、2019年化学诺贝尔奖得主约翰·班尼斯特·古迪纳夫(JohnBannisterGoodenough)去世,享年10...

6月26日,外媒Businessline报道,锂离子电池的共同发明者、2019年化学诺贝尔奖得主约翰·班尼斯特·古迪纳夫 (John Bannister Goodenough) 去世,享年100岁。此时距离其101岁的生日,只差1个月。Goodenough 去世的消息得到了他的学生Nicholas Grundish的确认。

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2019年10月9日,瑞典皇家科学院宣布,将2019年诺贝尔化学奖授予约翰·班尼斯特·古迪纳夫(John B. Goodenough),M·斯坦利·威廷汉(M. Stanley Whittingham)和吉野彰(Akira Yoshino),以奖励他们在锂离子电池方面做出的卓越贡献。在三位获奖者中,最引人瞩目的无疑是有史以来年龄最大的诺奖得主—97岁高龄的Goodenough。


锂电池作为最主要的便携式能量源,影响着我们生活的方方面面。如果没有锂电池,就不会有如今的便携式穿戴设备。锂电池还曾和晶体管一起被视作电子工业中最伟大的发明。锂电池的发展不是一蹴而就,但锂电池的三次改进都出自古迪纳夫及研究团队。


01“足够好”先生


Goodenough是著名的学者与固体物理学家,也是钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)和磷酸铁锂(LiFePO4)正极材料的发明人,被称为“锂电池之父”。他在2009年获得了费米奖,以及由英国皇家化学学会颁布、以他名字命名的“John B.Goodenough” 奖,并于2013年获得奥巴马亲自授予的美国国家科学奖章。2014年,Goodenough教授因在锂离子电池领域的贡献荣获Charles Stark Draper奖。由于名字Goodenough直译:足够好,他也被中国的关注者亲切地称作“足够好”先生。


1922年7月25日,Goodenough出生于德国耶拿,在美国长大和接受教育,21岁考上耶鲁。他先是学习古典文学,随后又转而攻读哲学,为了凑学分,他还多选修了两门化学课,后面又转修数学。1943年,Goodenough在耶鲁大学获得数学学士学位,同时在美国陆军航空队担任气象学家。


二战后,Goodenough考上了芝大物理系研究生,他选择了物理界大牛克拉伦斯·齐纳(Zener,美国著名应用物理学教授)当导师,Zener的开场白是,“现在你有两个问题。第一个问题是找到一个问题。第二个问题是把它解决掉。祝好运。”于是他选了凝聚态材料。


30岁时,他在芝加哥大学获得了物理学博士学位,后来成为麻省理工学院林肯实验室的研究科学家,他的第一个项目是开发SAGE防空计算机的内存核心,这是第一个随机存取存储器(RAM)。


后来由于预算被砍,54岁的他跳槽,重新找了份工作。1976年,Goodenough受到了牛津大学邀请,担任无机化学教授一职。54岁的他真正开始钻研电池,开始了一项改变世界的研究。


02“锂电池之父”


1979年,Goodenough和他的合作者开发了一种电池,在氧化钴层之间有一个锂离子阴极。该电池的电位为4伏,而其它电池的电位仅为2.5伏。


早期的锂电池用金属锂作为电极材料,是易燃易爆炸的代名词。


因为早前锂电池都是一开始设计的就是满电状态,也就是说正极材料不含锂,负极必须含锂。电池生产出来就是“满电”,也就是现在的一次性锂电池。


为解决这一问题,Goodenough与团队持续实验四年。1980年,与日本学者水岛公一等人,突破性发明了锂离子电池的阴极材质钴酸锂(LiCoO2),这样一来,电池生产出来是“没有电”的状态,需要先充了才能用。


新电池不但从根本原理上解决了锂金属的致命问题,还不再需要条件苛刻的负极材料制造环境。这一转变,也让锂电池开始真正走向大众市场。


两年后,古迪纳夫实验室又发现了另一种更为稳定和便宜的材料——锰酸锂(LiMn2O4)。1991年,索尼公司与Goodenough达成合作,利用自主研发的阳极材料石墨与钴酸锂相结合,制作出了世界上第一款商用可充电锂电池。


全新的电池一经问世,直接改变了电子产业的格局。从此,手机、照相机、手持摄像机乃至电动汽车以及航空航天等领域陆续进入便携式新能源电池的时代。随着锂电池开始不断投入生产,笔记本电脑、手机也运用起了这些技术,形成了每年数十亿美元的产业。


但Goodenough没有满足于现状,因为他清楚锂电池的安全隐患并非真的消失了,他和他的实验室仍在不断尝试。


1997年时,Goodenough将研究的大致方向告诉了助手后便去度假了。假期结束后,Goodenough回到实验室时,助手告诉他发现了又一种适合商业化的锂离子阴极材料——磷酸铁锂(LiFePO4)。


今天的锂离子电池至少价值350亿美元,但Goodenough没有拿到一分钱。他本人对此事毫不在意,“反正我做这个的时候也不知道会这么值钱,我只知道这是件我应该做的事情。”


2017年,94岁的Goodenough又打造出“全固态”(all-solid-state)概念的锂电池。在学术界,古迪纳夫可以说是泰斗级存在,他的门生遍布全球,国内不少学者都是他的弟子。


2018年,古迪纳夫接受媒体采访时表示,“我还想解决汽车的问题,想让汽车尾气从全世界的高速公路上消失,我希望死前能看到这一天。”


如今电动车渗透率越来越大,已经有了取代燃油车的趋势,这应该也是Goodenough教授乐意看到的。

内容来源:福布斯中国