人類的偉大進程，離不開兩樣?xùn)|西，即能源與科技。
能源是人類生存發(fā)展必不可少的物質(zhì)基礎(chǔ)和保障，與水、空氣、糧食共同構(gòu)成了人類賴以生存的必要條件。科技進步是推動人類文明進步與經(jīng)濟發(fā)展的決定性力量。
20世紀(jì)以后，人類科技的發(fā)展創(chuàng)造如浩瀚星河，計算機與鋰電池的發(fā)明，成為影響人類最為深遠(yuǎn)的科技之一。
人類利用能源的方式在繼柴薪向煤炭、煤炭向油氣的轉(zhuǎn)換基本完成之后，也逐步完成了由"薪柴時代"向"煤炭時代"、"煤炭時代"向"油氣時代"的過渡。
然而就在煤炭、石油等高碳能源利用帶來的生態(tài)環(huán)境問題日益嚴(yán)重時，人類應(yīng)用能源的步伐又該何去何從呢？
無論是各國政府、企業(yè)巨頭還是研究機構(gòu)，以及廣大的科學(xué)家，都不得不去探索全新的未知領(lǐng)域，電池技術(shù)由此進入人類的視線。
時至今日，電池被廣泛的應(yīng)用于新能源汽車，手機、筆記本電腦、照相機等設(shè)備上，且隨著新能源汽車革命浪潮的到來，以及更多移動設(shè)備的出來，鋰電池技術(shù)還將有更大的突破量級。
歷史發(fā)展證明，電池行業(yè)將迎來一場顛覆性的變革，人類也將由此進入到一個全新的時代。
一
2019年10月9日下午5點45，瑞典皇家科學(xué)院宣布，2019年諾貝爾化學(xué)獎授予約翰·班寧斯特·古迪納夫（John. B. Goodenough）教授、斯坦利·惠廷漢姆（Stanley Whittingham）教授、吉野彰教授三人，以表彰他們?yōu)殇囯姵匕l(fā)展所作的貢獻。
如今，功成名就，享譽全球的三位老人，他們的故事從20世紀(jì)中期開始。
1968年，27歲的斯坦利·惠廷漢姆來到美國，在斯坦福大學(xué)做了三年的固態(tài)電化學(xué)博士后研究員之后，被埃克森公司招致麾下，開始了他在電池領(lǐng)域的偉大生涯。
▲ 斯坦利·惠廷漢姆
1976年，斯坦利·惠廷漢姆和他的團隊制成了世界上第一塊可充電的鋰離子電池，完成了電池技術(shù)領(lǐng)域一次質(zhì)的飛躍。
同年，54歲的約翰·班寧斯特·古迪納夫，從麻省理工林肯實驗室到英國牛津大學(xué)無機化學(xué)實驗室擔(dān)任主任。
斯坦利·惠廷漢姆與團隊的發(fā)明讓世界振奮，但電池充電燃燒和內(nèi)部粉碎卻困擾著約翰·班寧斯特·古迪納夫。
帶著困擾，約翰·班寧斯特·古迪納夫推斷，斯坦利·惠廷漢姆采用了硫化鈦作為儲存鋰離子的正極材料，但充電時鋰離子會一直朝著負(fù)極方向轉(zhuǎn)移，當(dāng)離開正極的鋰離子達到一定數(shù)量之時，硫化鈦正極材料就會因為被掏空而自我坍塌，要解決這個問題，就要找到一種更加堅固的物質(zhì)來取代硫化鈦。
▲ 約翰·班寧斯特·古迪納夫
1980年，約翰·班寧斯特·古迪納夫找到了取代硫化鈦的最佳材料——鈷，由此用于可充電鋰離子電池正極的鈷酸鋰就此出現(xiàn)，其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于當(dāng)時的任何材料，使用鈷酸鋰做正極材料的電池，是市場上任何同類電池載電量的幾倍，電池技術(shù)又向前邁出了實質(zhì)性的一大步。
在鈷酸鋰電池誕生后的十年里，鋰離子電池的發(fā)展進程遇到了瓶頸，主要還是由于沒有找到合適的負(fù)極材料。打破這一技術(shù)瓶頸的，是來自日本的吉野彰。
▲ 吉野彰
1991年，索尼發(fā)布了第一款商用鋰離子電池——鈷酸鋰18650圓柱形鋰電池。做出決定性貢獻的正是吉野彰，他開創(chuàng)性的用石墨代替金屬鋰作為鋰電池的負(fù)極，結(jié)合鈷酸鋰正極，從根本上改善了鋰電池容量、循環(huán)壽命，以及降低了成本，為鋰電池的成功產(chǎn)業(yè)化加了一把柴。
二
鈷酸鋰電池雖然有著諸多優(yōu)勢，但隨著大規(guī)模的應(yīng)用，其缺點也開始暴露出來，首先就是成本高，其次是抗過充與循環(huán)性能差，最后是廢棄污染嚴(yán)重。
為了找到一種比鈷便宜，且更利于鋰離子高效運動結(jié)構(gòu)的金屬，約翰·班寧斯特·古迪納夫與他的學(xué)生邁克·薩克雷又開始了尋找新的正極材料歷程。
1982年，邁克·薩克雷發(fā)明了一種開創(chuàng)性的錳基尖晶石，即錳酸鋰電池。
1993年，約翰·班寧斯特·古迪納夫和他的團隊組成了另外一種晶體結(jié)構(gòu)——橄欖石，也就是我們常說的磷酸鐵鋰。
磷酸鐵鋰電池具備成本低、充放電效能高、使用壽命長、熱穩(wěn)定性高等優(yōu)勢，當(dāng)時這種正極材料擁有巨大的市場潛力。
1996年，德州大學(xué)代表約翰·班寧斯特·古迪納夫?qū)嶒炇蚁蛎绹暾埩藢＠⒈慌鷾?zhǔn)，這項專利是磷酸鐵鋰電池的第一個基礎(chǔ)專利。
但由于各種原因，這項專利在2009年12月被歐洲專利局撤銷了授予德州大學(xué)對磷酸鐵鋰電池的歐洲專利擁有權(quán)，同時也裁決了約翰·班寧斯特·古迪納夫等人在歐洲不擁有該項專利的發(fā)明權(quán)。
三
隨水流年，歲月變遷。古語有云：人至七十古來稀。如今，已是九十七歲高齡的約翰·班寧斯特·古迪納夫老爺子依舊活躍在科技前沿，且?guī)е膶W(xué)生們“作戰(zhàn)”在學(xué)術(shù)一線，成為了諾貝爾獎歷史上年齡最高的獲獎?wù)摺?
約翰·班寧斯特·古迪納夫老爺子現(xiàn)階段研究的重點是固態(tài)電池，他帶領(lǐng)的工程師團隊，研發(fā)出了全球首個全固態(tài)電解質(zhì)鋰電池，具備更安全、更快的充電速率、更長的使用壽命等特性，在全球引起了廣泛關(guān)注。
約翰·班寧斯特·古迪納夫團隊表示，這一固態(tài)電池的能量密度至少是傳統(tǒng)鋰電池能量密度的三倍，同時還具備充放電壽命長、充電速度快的特性。
約翰·班寧斯特·古迪納夫老爺子是全球公認(rèn)的“鋰電池之父”，可以說，沒有他就沒有鋰電池。
讓筆者最為敬佩的，不是約翰·班寧斯特·古迪納夫老爺子如今取得的諸多成就，而是老爺子積極、樂觀，以及將“活到老，學(xué)到老，做到老”付諸行動的處世態(tài)度。他說：“我才90多歲，我還有時間做我想做的?！?
寫在最后：
筆者在之前的文章中說過，只有掌控了行業(yè)的核心技術(shù)，根據(jù)消費者需求，打造屬于自己的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，才能立于不敗之地。
就電池領(lǐng)域而言，鋰離子電池第一代鈷酸鋰與第二代磷酸鐵鋰和三元鋰的核心技術(shù)和專利都掌握在外國手里，我國由于起步較晚，因此沒有先發(fā)優(yōu)勢。不能否認(rèn)，我們在電池技術(shù)領(lǐng)域，慢了人家兩步。
很喜歡《中國合伙人》里成冬青的一句臺詞：“掉進水里不會被淹死，只有呆在水里才會?！币苍S這句話用到這兒不太恰當(dāng)，筆者想說的是，慢了不要緊，只要努力追，也許不能超越，但總不至于被甩的太遠(yuǎn)。
古人云：“不怕慢，就怕站?！泵鎸θ缃衤思覂膳牡木置?，我們可以通過提前布局，努力在下一代技術(shù)上實現(xiàn)“彎道超車”。
我們的研究，不一定要繞過別人的專利、或者推翻別人的專利，找到適合自己發(fā)展的方式與途徑也不失為一種好辦法。連牛頓都說自己是站在巨人的肩膀上成長起來的，何況普通人。
