改变世界的锂电 出自一个“二战老兵”之手

如今，无处不在的锂电池对人们的生活有着深远的影响。从电子产品的“瘦身”到移动互联网的诞生，锂电池扮演着极其重要的角色。

“锂”世界的背后无疑是许多科学家的脑力劳动。被称为“锂之父”的古德斯沃就是一个典型的代表。

“锂之父”——约翰·班尼斯特·古德斯沃(照片:www.sohu.com)

参军

约翰·班尼斯特·古德斯沃于1922年7月25日出生在纽黑文，童年在郊区度过。他喜欢这里的山脉、河流和植被，并梦想成为一名探险家。

12岁时，他进入了马萨诸塞州的格罗顿学校。由于诵读困难，古德斯沃在学校被许多学生取笑，感到非常沮丧。他非常喜欢学校的诗歌和宗教哲学。也许诗歌的节奏唤醒了他的灵性。他进步很快，获得了学校的奖学金。

1940年，古德足够被耶鲁大学数学专业录取。珍珠港事件后，古德伊尔自愿申请服兵役。直到三年后，他才回到耶鲁大学继续他的本科学习。毕业后，他继续参加欧洲第二次世界大战，并在美国陆军空军担任气象学家。

耶鲁大学(30年代)(照片:www.eefocus.com)

1946年迎来了命运的转折点。驻扎在葡萄牙特斯拉岛的陆军上尉古德伊尔收到了一封特别电报。他被要求在48小时内向华盛顿汇报。

事实证明，美国*资助了21名士兵继续深造。“足够好”是其中之一，可以选择在芝加哥大学或西北大学学习物理或数学。这封电报是他漂泊命运中的一根“稻草”。

贵族公司

除了快乐之外，古德足够还会思考为什么当那么多大学生参加第二次世界大战时，“幸运的上帝”降临到自己身上。后来，我得知耶鲁大学的一位教授推荐了他。古德足够曾在他的自传中写道，我将永远欠迈尔斯教授一个人情。

数学还是物理？在读了怀特海的经典著作《科学与现代世界》后，他对物理学非常感兴趣。经历了第二次世界大战的洗礼后，古德足够清楚自己的才能，所以他重新考虑了自己的生活，最后，他果断地选择了芝加哥大学物理系。

《科学与现代世界》中文译本封面(照片:book.douban.com)

芝加哥大学是一所拥有许多硕士和人才的高等学府。物理系是该大学的主要学科之一。身体基础很弱的“足够好”能适应吗？

芝加哥大学(照片:tupian.hudong.com)

在课堂上，辛普森教授直截了当地问他，“我不知道你为什么是这里的“老兵”！你真的想从现在开始吗？”足够好没有退缩，对老师的提问，但把它更多地作为一个挑战，并沉浸在学习提高自己。

当然，不言而喻，中途学习物理是有困难的。然而，他遇到了一位很好的导师，二极管的发明者克拉伦斯·梅尔文·齐纳，他在物理学界很有名。

齐纳是一位严谨的科学家，他希望他的学生能够做开创性的工作。他曾经对古德足够说，“你有两个问题。第一个问题是找到问题，第二个问题是解决问题……”

通往“电”的道路是崎岖不平的。

1952年，古德足够在一篇关于六边形金属合金结构随导电电子浓度变化的论文中获得博士学位。毕业后，他被推荐到麻省理工学院林肯实验室工作。

古德足够的团队负责提高早期计算机的存储能力。他们开发的陶瓷磁存储核心为随机存取存储器的诞生奠定了基础。

好极了(照片:www.hqrw.com.cn)

在这里，古迪夫第一次参与了电池领域的相关研究，但此时他正在研究钠硫电池。这是一种以金属钠为负极，硫为正极，陶瓷管为电解质隔板的二次电池。

福特钠硫电池(1966年专利)(照片:www.cailiaoniu.com)

他应邀为福特公司开发钠硫电池。一次充电可以驱动电动汽车行驶82英里，但事实上它仍然不能应用于电动汽车。因为熔化的电极需要在300℃的环境下工作，这显然不切实际。

1976年，古德伊尔接到牛津大学的邀请，担任无机化学教授。然而，古德伊尔此前曾设想在伊朗建立一个能源研究所。在困惑中，他不知道如何选择。

牛津大学(图片:中国日报)

最后，在妻子的劝说下，他开始了在牛津大学的电化学研究之旅。足够好的锂离子电池的发明离不开他妻子的鼓励。在一些重要的生活选择中，妻子的建议更为客观。

对手很强。

这位只上过两门化学课的物理博士，在电化学研究的下一个领域遇到了许多竞争对手。

例如，在就职的同一年，世界石油巨头埃克森公司申请了世界上第一项锂电池发明专利。在能源危机的背景下，埃克森率先秘密成立了电池技术实验室，并招募了大量顶尖人才。其中，在斯坦福大学研究固态电化学三年的博士后斯坦利·惠特廷汉姆是重量级人物之一。

与此同时，以发明晶体管闻名的贝尔实验室也成立了下一代电池研发团队。该团队还聚集了大量一流的化学家和物理学家，继续致力于新电池技术的研究。

已经取得了巨大的成就。

埃克森公司的锂电池专利无疑是一项重大的技术突破，但在工业应用上却没有希望。由于用作阳极材料的硫化钛具有极不稳定的电化学性能，在充电过程中极易着火和爆炸。

古德足够关注锂电池的爆炸，并推测氧化物电极可能能够克服这个问题。

足够好和他在牛津大学的同事合影(前排，左边，足够好)(照片:www.sohu.com)

在这个方向上，古德斯沃的研究小组已经进行了4年的研究，最终发现了一种叫做钴酸锂的新材料。

钴酸锂是一种层状材料。钴和氧原子紧密结合形成的两个八面体“板”可以将锂原子层嵌入其中。这种特殊的结构可以使锂原子在钴酸锂晶体中快速移动。它是一种安全系数高的电极材料，还可以提高电池的使用电压，从而提高电池的储存容量。

钴酸锂的晶体结构(白色球体代表锂原子，红色球体代表氧原子，蓝色球体代表钴原子)(图片:www.eefocus.com)

这项研究成果导致了第一个可充电锂离子电池的诞生，并成功应用于索尼最早的手机。后来，他还发现了一种非常新的磷酸铁锂材料，这种材料在低成本和稳定性方面有更大的优势。

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参考

科学家[。为什么手机的锂电池会爆炸？此人已经研究清楚，ee-focus和非网络，201030。

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