钜大LARGE | 点击量：787次 | 2018年08月22日
冲刺电池新一轮革命，96岁的锂离子电池发明者仍在奋战
图为古迪纳夫在得克萨斯大学奥斯汀分校的近照。他说，自己的“使命是要努力一试，看看能否在有生之年彻底改变现有电池技术。”图片来源：BrentHumphreysforTheWallStreetJournal
在推动电池技术取得下一个重大突破的竞赛中，有一位不言放弃的96岁老人。
40年前，正是由于约翰·古迪纳夫(JohnGoodenough)等人的努力，今天的手机、iPad和许多其他电子产品所使用的电池得以问世。他的研究让锂钴氧化物参与到了电池的内部反应中，从而令电池变得更轻便，更强大。
现在，古迪纳夫想要摒弃原先的发明，不用钴元素，从而让锂离子电池的充电速度更快，续航时间更持久。今年4月份，这位二战老兵与其他三人共同发表了一项研究结果，他说该结果目前正用于研发一款固态无钴电池的原型。
古迪纳夫说：“我的使命是要努力一试，看看自己能否在有生之年彻底改变现有电池技术。当我开不了车了，不得不住进养老院了，我想我就该退休了。”
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充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
古迪纳夫和他的研究伙伴称，无钴电池原型的初步研究成果表明，它的能量密度是锂离子电池的两倍。图片来源：BrentHumphreysforTheWallStreetJournal
提高电池性能是可再生能源领域发展的关键所在，这是因为风和太阳等能量来源产生的电力供应极不稳定，需要把这些电力储存起来，以备不时之需。电动汽车之所以没有大范围流行开来，原因是电池储存的能量没有一箱油那么多。此外，消费者也希望延长电子产品的电池续航时间。
自从古迪纳夫在上世纪80年代协助发明了锂离子电池以来，电池技术的发展就受到了限制。虽然眼下已经有了无钴电池，但功效却比不上含钴的锂离子电池。
古迪纳夫和他的研究伙伴布拉加(MariaHelenaBraga)表示，初步研究显示，他们所研发的电池能量密度可能是现有锂离子电池的两倍。
也就是说，电动汽车若使用他们的电池，单次充电的续航里程是目前锂离子电池的两倍。古迪纳夫说，这种电池的容量还会随着时间推移而增加。现在的锂离子电池的储电能力在使用过程中会逐渐下降。
古迪纳夫不愿透露他在和谁一起研发新电池的原型，称这是机密。
有些工程师对古迪纳夫所描述的那种电池的功能表示怀疑，特别是电池容量可以越用越大这一点。
此外，古迪纳夫还面临拥有数十亿美元预算的竞争对手。特斯拉(TeslaInc.)目前正与松下(PanasonicCorp.)合作研发无钴电池。特斯拉说，该公司最新推出的Model3电动汽车所用的电池已减少了钴的用量。英国企业家戴森(JamesDyson)也在研发据他说更安全、充电更快、能量密度更大的汽车电池。
古迪纳夫的科研成果不是在豪华气派的公司总部大楼里搞出来的，而是出自得克萨斯大学奥斯汀分校一间满地文件的办公室。他是这所大学的工程学教授。这位物理学家依靠传统的纸笔方式写论文，他没有手机——这种因他发明的电池而成为现实的现代移动技术产品。他的座驾是一辆车龄10年的本田车，他希望这辆车能像自己一样长寿。
古迪纳夫说，他之所以想要研发新电池技术，是因为他想助力电动汽车发展，让人类社会逐渐减少对内燃机发动机的依赖。他开的本田车用的就是内燃机发动机。目前，全球第一款面向大众市场的电动乘用车日产聆风(NissanLeaf)每行驶约240公里，就需要充一次电，而汽油车可以行驶480公里到640公里才需加油。
古迪纳夫与其团队里的研究人员一直在测试电池原型。图为得克萨斯大学某研究中心近照。图片来源：BrentHumphreysforTheWallStreetJournal
得克萨斯大学奥斯汀分校工程学教授、与古迪纳夫并肩合作了33年的曼蒂拉姆(ArumugamManthiram)说：“他对科学有强烈的好奇心，十分希望通过自己从事的科学事业为社会做贡献。”
古迪纳夫早年的发明从未给他带来任何经济利益，因为他将相关专利权转签给了英国政府的原子能研究机构(AtomicEnergyResearchEstablishment，简称AERE)。后来日本索尼公司(SonyCorp.)实现了锂离子电池的商业化，所有生产锂离子电池的公司都要向英国政府支付专利版权费，直到2002年这一专利权到期。
古迪纳夫表示：“索尼以为我很有钱，因为他们给了AERE很多很多钱。”
曼蒂拉姆说，古迪纳夫每天早上8点到8点半来到学校，下午6点左右回家，周末两天在家工作。
古迪纳夫在康涅狄格州长大，父亲是个常常欠债的学者，因为他“向往的社会阶层比他的负担能力略高一些。”古迪纳夫不想在经济上拖累父亲，他穿二手旧衣，还获得了马萨诸塞州一个寄宿学校的奖学金。他虽有读写障碍，但成绩优异，后进入耶鲁大学学习数学。
二战期间，古迪纳夫以气象师的身份在美国陆军特种特种服役。等待服役期间，他读了英国哲学家怀特海(AlfredNorthWhitehead)所著的《科学与现代世界》(ScienceandtheModernWorld)，并深受鼓舞。
古迪纳夫说：“当时有一种极其强烈的愿望涌上心头，这愿望便是，‘从战场归来后，但凡有机会，我就去读研究生，我应该学物理。’”
二战结束后，古迪纳夫被美国政府选中，成为少数几个可以继续攻读物理或数学专业的退伍军人之一。他选择了物理。
在芝加哥大学，他遇到了后来与之白头的妻子艾琳(Irene)。艾琳鼓励他申请英国牛津大学的教授职位，在那里他建立了研究团队，发明了锂离子电池。艾琳因患阿茨海默症于两年前去世。
为研发锂离子电池替代品而奋斗不止的古迪纳夫目前还带着一个材料科学和工程专业的24岁博士生。他说这是自己的最后一个博士生。
NickGrundish说：“古迪纳夫说我是他的关门弟子，但似乎每隔几年他都会这么讲，然后继续招新生。”
在谈到对电池技术的探索何时停歇时，古迪纳夫说：“当我开不了车了，不得不住进养老院了，我想我就该退休了。”图片来源：BrentHumphreysforTheWallStreetJournal
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