businessline媒體今日發(fā)布消息稱(chēng)：鋰離子電池的共同發(fā)明者、2019年化學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)得主John Bannister Goodenough 去世。這距離他101歲生日僅有一個(gè)月。Goodenough 去世的消息得到了他的學(xué)生Nicholas Grundish的確認(rèn)。
鋰電池作為最主要的便攜式能量源，影響著我們生活的方方面面。如果沒(méi)有鋰電池，就不會(huì)有如今的便攜式穿戴設(shè)備。鋰電池產(chǎn)業(yè)已經(jīng)接近年產(chǎn)幾十億美元，為人類(lèi)的日?；顒?dòng)提供動(dòng)力。鋰電池還曾和晶體管一起被視作電子工業(yè)中最偉大的發(fā)明。
97歲的二戰(zhàn)老兵Goodenough也成為史上最年長(zhǎng)的諾獎(jiǎng)得主。
JohnBannister Goodenough (生于1922年7月25日，德國(guó)耶拿）是著名的學(xué)者與固體物理學(xué)家。他目前是德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校機(jī)械工程與材料科學(xué)的教授。他在鋰離子電池正極材料以及確定材料磁性超轉(zhuǎn)換信號(hào)的Goodenough-Kanamori規(guī)則等方面均作出了突出貢獻(xiàn)。2014年，Goodenough教授因在鋰離子電池領(lǐng)域的貢獻(xiàn)榮獲Charles Stark Draper獎(jiǎng)。本文將從Goodenough人生不同階段文章發(fā)表與研究?jī)?nèi)容等方面對(duì)他的學(xué)者之路進(jìn)行探究，并著重從他在鋰離子電池材料研發(fā)上的建樹(shù)這一側(cè)面看鋰離子電池近30年來(lái)的發(fā)展。
Goodenough幼年在寄宿制的格羅頓學(xué)校學(xué)習(xí)，他幼年雖然患有閱讀困難，但最終還是順利畢業(yè)并拿到獎(jiǎng)學(xué)金，于1940年進(jìn)入耶魯大學(xué)數(shù)學(xué)系，并于1944年從耶魯大學(xué)以?xún)?yōu)異成績(jī)畢業(yè)，在耶魯他是骷髏兄弟會(huì)的成員。此后他參加二戰(zhàn)，二戰(zhàn)結(jié)束回國(guó)后，他于1952年在芝加哥大學(xué)Clarence Zener教授的監(jiān)督下進(jìn)行物理學(xué)研究，畢業(yè)論文題為“A Theory of The Deviation From ClosePacking in Hexagonal Metal Crystal”。Zener教授是美國(guó)著名的應(yīng)用物理學(xué)教授，他在超導(dǎo)，軟物質(zhì)，冶金學(xué)等等領(lǐng)域都有建樹(shù)，Zener二極管就是為紀(jì)念他而命名的電子器件。
從芝加哥大學(xué)畢業(yè)后，Goodenough來(lái)到麻省理工學(xué)院，成為林肯實(shí)驗(yàn)室的一名研究科學(xué)家。在此期間，他是開(kāi)發(fā)隨機(jī)存取磁記憶體(RAM)的跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)的一員。他在RAM方面的研究工作使他開(kāi)發(fā)了氧化材料中的合并軌道排序（cooperativeorbit ordering，也稱(chēng)為合并Jahn-Teller變形）概念，隨后他制定了材料磁性超交換標(biāo)志的規(guī)則，現(xiàn)在已知作為Goodenough-Kanamori規(guī)則。
JT效應(yīng)早在1934年便已提出，1955年，Goodenough在研究磁性晶體性質(zhì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一系列磁性晶體的特殊性。1960年，Kanamori在Goodenough等人工作的基礎(chǔ)上，發(fā)表了有關(guān)合并JT效應(yīng)的第一篇工作，引入了現(xiàn)代理論中出現(xiàn)的許多重要因素。這包括使用偽自旋符號(hào)來(lái)討論軌道排序，以及利用JT效應(yīng)討論磁性的重要性，這種效應(yīng)與自旋軌道耦合的競(jìng)爭(zhēng)以及失真與晶格應(yīng)變的耦合。Goodenough在1995年發(fā)表在PhysicalReview上題為“Theoryof The Role of Covalence in The Perovskite-Type Manganites [La,M(II)]MnO3”的文章至今引用次數(shù)達(dá)到2421次，堪稱(chēng)Goodenough的早期經(jīng)典之作。
Goodenough在MIT除了對(duì)合并JT效應(yīng)以及磁性晶體有研究，他也對(duì)包括高效電化學(xué)工廠(chǎng)，氧化物工程等工作有所研究。從1960年到75年左右，他開(kāi)展了有關(guān)鈉離子快速運(yùn)輸骨架NASICON。
Sn摻雜氧化銦膜的X射線(xiàn)光電子能譜研究?jī)身?xiàng)重要工作，NASICON骨架結(jié)構(gòu)化合物的原型是NaZr2P3O12，由共頂點(diǎn)的ZrO6八面體和PO4四面體的剛性氧化物框架組成。密集填充骨架的大量堿離子由運(yùn)輸能量屏障低的通道有效連接。NASICON結(jié)構(gòu)允許在Zr和P位置進(jìn)行大范圍的離子置換，使其可以構(gòu)筑多功能固體骨架系列。這系列NASICON材料具有高熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，以及低/負(fù)熱膨脹性。
在20世紀(jì)70年代末和80年代初期，Goodenough前往牛津大學(xué)并擔(dān)任牛津大學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人，在那里他確定并開(kāi)發(fā)了LixCoO2作為鋰離子電池的正極材料，這一材料現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于便攜式電池中。盡管鋰離子電池在1990年由索尼負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化，但Goodenough仍被廣泛認(rèn)可為鋰離子電池的創(chuàng)始人。非常有趣，而且值得思考的是，在來(lái)到牛津前，Goodenough的研究領(lǐng)域并沒(méi)有涉及到能源，那么研究方向上的變化來(lái)源在哪里？
一種說(shuō)法是，世界范圍內(nèi)能源研究的興起始于1973年，阿拉伯國(guó)家的石油禁運(yùn)導(dǎo)致人們普遍相信石油危機(jī)即將到來(lái)，因此新能源的研發(fā)重新回到了人們的視野中。70年代實(shí)際上可以認(rèn)為是能源相關(guān)研究的起點(diǎn)。在這一大潮下，當(dāng)時(shí)仍在MIT的Goodenough也投身這一領(lǐng)域的研究中。但由于它所在的MIT林肯實(shí)驗(yàn)室由美國(guó)空軍資助，而資助條款中明確該實(shí)驗(yàn)室的研究?jī)?nèi)容需要由空軍指定，因此，Goodenough在MIT從事這方面的工作限制很大。此時(shí)，搖椅式鋰離子嵌入電極的模型第一次得到提出。1976年，在美孚?？松ぷ鞯挠?guó)科學(xué)家Stan Whittingham提出使用二硫化鈦層狀材料做嵌鋰材料，實(shí)現(xiàn)鋰離子的嵌入嵌出的概念，該工作發(fā)表在science上。但該材料制成的電池存在穩(wěn)定性差，高度易爆等問(wèn)題，阻礙了其發(fā)展。一年后，1977年，賓大的SamarBasu發(fā)現(xiàn)，鋰離子可以嵌入石墨中形成LiC6的嵌層結(jié)構(gòu)，1981年，貝爾實(shí)驗(yàn)室制備出可以代替金屬鋰的商用負(fù)極石墨材料。
在偶然得知牛津大學(xué)化學(xué)系無(wú)機(jī)實(shí)驗(yàn)室招人后，僅僅有大學(xué)化學(xué)基礎(chǔ)的Goodenough憑借自己在晶體材料研究方面的工作，幸運(yùn)的成為了牛津無(wú)機(jī)實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人。
牛津無(wú)機(jī)實(shí)驗(yàn)室合影，攝于1982年，Goodenough第一排左數(shù)第二位
1976年到達(dá)牛津后，Goodenough首先對(duì)氧化物在光敏染料上的應(yīng)用進(jìn)行了研究，發(fā)表了幾篇相關(guān)文章。同時(shí)，Goodenough也在進(jìn)行電池脫嵌材料的研究。在Whittingham研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合自己在氧化物上多年的研究經(jīng)驗(yàn)，他將自己的研究重點(diǎn)放在了鋰離子脫嵌氧化物上。兩年后的1980年，在Japanese Journal of Applied Physics雜志上，他的課題組發(fā)表了題為“?Solid-Solution Oxides for Storage-Battery Electrodes”的文章，該文首先討論了電極脫嵌鋰離子電極材料的電化學(xué)模型，隨后文中提出使用金屬氧化物替代硫化鈦?zhàn)鳛殡姵卣龢O材料，該文中也首次嘗試了使用鋰鈷氧化物作為電池正極，并利用電池模具對(duì)該材料進(jìn)行了測(cè)試并與鈷酸鈉等材料進(jìn)行了比對(duì)，得出的結(jié)論有：
??三元材料(A, M, O，A為堿金屬)制備的AxMO2電極材料具有室溫可進(jìn)行的電化學(xué)脫嵌過(guò)程；
??鋰鈷氧材料的對(duì)鋰工作電壓高，同時(shí)材料的理論單位能量密度大；
??鋰鈷氧材料中鋰離子的遷移速度足夠快，即電池可采取正極材料緊密排列的結(jié)構(gòu)；
??一系列過(guò)渡金屬中鈷具備最優(yōu)良的電化學(xué)性質(zhì)；
??鈉離子盡管遷移速度也很高，但鈉離子脫-嵌過(guò)程程度不同導(dǎo)致材料壽命短；
該篇文章可以說(shuō)是拉開(kāi)了鋰鈷氧化物作為鋰離子電池正極材料研究的序幕。但出于種種原因，該篇文章并未在學(xué)界引起轟動(dòng)。
1980年發(fā)表在Japanese Journal ofApplied Physics上的文章中電池測(cè)試三電極系統(tǒng)模式圖
同年，在對(duì)鈷酸鋰材料有了進(jìn)一步研究后，Goodenough研究組在Materials Research Bulletin雜志上發(fā)表了題為“LixCoO2(0<x≤1): A New Cathode Material for Batteries of High Energy Density”的文章，這篇文章截止今天引用總次數(shù)超過(guò)1500次，該文章的發(fā)表標(biāo)志著實(shí)用化的鋰離子電池正極材料零點(diǎn)突破。
在電池材料領(lǐng)域，Goodenough則在多個(gè)方向展開(kāi)了研究。首先，在電極材料方面，他對(duì)其他副族金屬鋰氧化物進(jìn)行了研究。1982年，題為“StructuralCharacterization of the Lithiated Iron-Oxides LixFe3O4?and LixFe2O3?(0<x≤2)”的文章，對(duì)鋰鐵氧化合物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。1983年，則對(duì)高溫下alpha-Fe2O3的嵌鋰過(guò)程進(jìn)行了研究，1985年，他們進(jìn)一步對(duì)鋰鐵氧化物的結(jié)構(gòu)與磁性進(jìn)行了研究。該研究表明，室溫條件下鋰鐵氧化物不會(huì)發(fā)生鐵的晶格脫出，但是暴露于空氣中的LixFe3O4(x>0.5)的樣品在室溫下會(huì)發(fā)生氧化剝離。
鋰鐵氧尖晶石，圖中只示出部分結(jié)構(gòu)
除對(duì)鐵鋰氧化物進(jìn)行了研究外，Goodenough等人也對(duì)鋰錳氧材料，鋰鈦氧材料，鋰釩氧材料以及鋰稀土硒碲化合物進(jìn)行了研究。事實(shí)上，通過(guò)文章發(fā)表可以看出，該課題組對(duì)不同材料的研究過(guò)程是有模式的。以對(duì)鋰錳氧材料的研究為例，首先，對(duì)材料進(jìn)行合成以及第一步的晶體表征，隨后進(jìn)行脫嵌鋰測(cè)試驗(yàn)證電池材料可用性，隨后利用X射線(xiàn)粉末衍射，電化學(xué)測(cè)試等方法進(jìn)行嵌鋰過(guò)程脫嵌過(guò)程中晶格變化的進(jìn)一步表征。最終發(fā)現(xiàn)，鋰錳氧是一種穩(wěn)定而且具有優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)鋰性能的材料，其分解溫度高，且氧化性遠(yuǎn)低于鈷酸鋰。這樣一套研究流程對(duì)同一時(shí)期其他材料，比如鋰鈦氧材料的研究也適用，而這些材料的研究共同點(diǎn)在于，這些不同材料都是具有相同尖晶石晶體結(jié)構(gòu)的鋰金屬氧三元化合物。
除了對(duì)材料有進(jìn)一步的研究，在牛津這一段時(shí)期，Goodenough在無(wú)機(jī)光敏染料，金屬氧化物的光催化以及鐵硫化物，電極測(cè)試方法，新研究手段，電池性能測(cè)試以及燃料電池與金屬空氣電池等等內(nèi)容進(jìn)行了研究。1982年，該組進(jìn)行了通過(guò)三電極固態(tài)燃料電池評(píng)估工作電極性質(zhì)的工作，1984年，利用漫反射譜對(duì)鋰鈦氧尖晶石的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。同年，他們對(duì)固體中離子的快速傳導(dǎo)，交流阻抗法研究電極材料性能，磁共振法研究電極上正離子分布，層狀鋰鈷氧材料中的鋰離子遷移率，莫斯鮑爾譜研究鋰鐵氧材料等等一系列研究。1985年，Goodenough開(kāi)始研究超導(dǎo)氧化物。
正是在牛津的10年中，Goodenough完成了自己科研生涯中最具有突破性，可以說(shuō)是諾獎(jiǎng)級(jí)別的研究，為鋰離子電池的發(fā)展做出了突出性貢獻(xiàn)。鈷酸鋰正極材料的發(fā)現(xiàn)為后來(lái)Sony公司的鋰離子電池商業(yè)化提供了基礎(chǔ)。盡管Goodenough本人在鋰離子電池的發(fā)展中起到了先驅(qū)的作用，但由于當(dāng)時(shí)牛津的人員不認(rèn)為鈷酸鋰材料具商業(yè)價(jià)值，拒絕了Goodenough的專(zhuān)利申請(qǐng)。最終，這份專(zhuān)利被拱手讓給了英國(guó)原子能研究所。Goodenough本人也沒(méi)有從鋰離子電池的商業(yè)化中拿到專(zhuān)利費(fèi)[1]。盡管如此，他仍被認(rèn)為是鋰離子電池發(fā)展的關(guān)鍵人物。
1986年，從牛津退休后，Goodenough來(lái)到德州大學(xué)奧斯汀分校，繼續(xù)開(kāi)展科研工作。此時(shí)他已64歲，但事實(shí)上，他一生中絕大多數(shù)文章是在奧斯汀發(fā)表的。以Goodenough,JB為作者，在Webof Science核心合集數(shù)據(jù)庫(kù)中檢索，共能檢索到815篇相關(guān)文獻(xiàn)，而其中的621篇的機(jī)構(gòu)拓展屬于德州大學(xué)奧斯汀分校，即使已經(jīng)60高齡，Goodenough依然寶刀未老。
橄欖石結(jié)構(gòu)示意圖，左側(cè)為理想橄欖石六方密堆積結(jié)構(gòu)，右側(cè)為實(shí)際結(jié)構(gòu)
在86年來(lái)到奧斯汀后，87年發(fā)表的8篇文章中，共有5篇有關(guān)剛剛發(fā)現(xiàn)的新型超導(dǎo)材料YBa2Cu3O7，而余下3篇全部涉及鐵氧化物。而從86年到95年之間，Goodenough也對(duì)多種電極材料進(jìn)行了比較，比如在89年，他對(duì)鋰銣氧，鋰鉬氧，缺陷硫代尖晶石等等諸多材料進(jìn)行了深入研究，并在90年提出硫代尖晶石材料可能成為下一代新型正極材料。但提出的這些材料往往因種種缺陷而無(wú)法使用。
在早期對(duì)鋰鐵氧的研究證明單獨(dú)的鐵構(gòu)筑晶格并不能滿(mǎn)足作為電池電極的要求后，他們開(kāi)始嘗試鐵與其他金屬共同組成晶格進(jìn)行脫嵌鋰的材料設(shè)計(jì)。1985年中，一篇工作對(duì)硫酸鐵骨架，鉬酸鐵骨架以及鎢酸鐵骨架的嵌鋰能力進(jìn)行了討論比較，發(fā)現(xiàn)采用聚合陰離子代替氧負(fù)離子的正極將產(chǎn)生更高的電壓[22]，因此，從87年到95年之間，他的團(tuán)隊(duì)先后對(duì)鐵與其他金屬及非金屬共同組成氧化物晶體的性質(zhì)，比如對(duì)硫酸鐵，鉬酸鐵，塢酸鐵，釩鐵氧化物等等材料的性質(zhì)進(jìn)行了表征與研究。除了鐵元素外，90年后，Goodenough的團(tuán)隊(duì)也對(duì)第一副族的釩酸鋰，鎳酸鋰等材料進(jìn)行了研究。
在鋰離子電池研究沒(méi)有顯著進(jìn)展的同時(shí)，Goodenough在92-96年中，將研究重點(diǎn)放在了超導(dǎo)材料，燃料電池的氧負(fù)離子電解質(zhì)以及燃料電池中質(zhì)子交換膜材料設(shè)計(jì)的相關(guān)的內(nèi)容上。
總體而言，在剛剛來(lái)到奧斯汀的前10年中，Goodenough盡管在很多方面開(kāi)展了研究工作，但這些工作的影響相對(duì)他之前的工作都較小，沒(méi)有突破性工作展開(kāi)。這一點(diǎn)，從這一時(shí)期最高被引的兩篇文章引用均遠(yuǎn)不及其他時(shí)期可以看出。
在經(jīng)歷了10年的科研低谷期后，1997年，Goodenough迎來(lái)了開(kāi)門(mén)紅。當(dāng)年四月的一篇發(fā)表在電化學(xué)會(huì)志上題為“Phospho-olivines as positive-electrode materials forrechargeable lithium batteries”?的文章，根據(jù)Web of Science統(tǒng)計(jì)，該文章目前引用已達(dá)4475次，而根據(jù)ECS統(tǒng)計(jì)，則已有7057次引用。這篇文章中第一次提出并驗(yàn)證了使用橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰材料作為鋰離子電池正極的構(gòu)想。
回顧Goodenough的研究歷程，自從提出鈷酸鋰正極材料后，對(duì)鐵相關(guān)材料的研究一直沒(méi)有停歇，這其中很重要的原因就是，鐵元素豐度高而且價(jià)格低廉，而其余用到的正極副族金屬材料豐度均較低而價(jià)格昂貴。但鐵的缺點(diǎn)也很明顯。直接由鐵與氧負(fù)離子構(gòu)成的材料中，Fe4+/Fe3+的氧化還原能遠(yuǎn)低于負(fù)極鋰金屬的費(fèi)米能級(jí)，導(dǎo)致Fe4+/Fe3+組成的電極材料與負(fù)極之間的開(kāi)路電壓過(guò)高從而引起一系列問(wèn)題；而Fe3+/Fe2+的氧化還原能又與之太接近造成電池開(kāi)路電壓過(guò)低。用硫，鹵素，羥基部分或完全替代氧離子后材料的性質(zhì)太差，不穩(wěn)定或?qū)︿囯妷哼^(guò)低，而使用具有聚陰離子骨架結(jié)構(gòu)的硫酸根，磷酸根，砷酸根甚至鉬酸根都能夠降低Fe3+/Fe2+的氧化還原能到可應(yīng)用的范圍內(nèi)，這是由于，聚陰離子結(jié)構(gòu)中極性較強(qiáng)的氧–中心原子共價(jià)鍵有效降低了氧與鐵的共價(jià)成鍵傾向，有效降低了鐵的還原能。聚陰離子越穩(wěn)定，對(duì)Fe3+/Fe2+的氧化還原能越低，即電極電位越高。對(duì)于具有NASICON骨架（NASICON是鈉超離子導(dǎo)體的首字母縮略詞，通常指具有化學(xué)式Na1+xZr2SixP3-xO12,0<x <3的固體化合物。但在更廣泛的意義上，它也用于指Na，Zr和/或Si被等價(jià)元素代替的類(lèi)似化合物）結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰材料，聚陰離子骨架的存在導(dǎo)致鐵氧六面體的孤立，使得鋰離子遷移率降低，無(wú)法用作電極材料，而在這篇章中，Goodenough等人發(fā)現(xiàn)了一種具有有序橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰晶體，該晶體中鐵氧六面體共邊相互連接。這種結(jié)構(gòu)完美的平衡了磷酸鐵鋰電極的氧化還原能與晶體中的鋰離子遷移率，而且該材料相比鈷酸鋰更便宜更安全，因此在此后的20年里得到了巨大的發(fā)展。
這篇具有里程碑意義的文章發(fā)表后的一個(gè)月，同一期刊上，Goodenough組進(jìn)一步發(fā)表了題為“Effectof structure on the Fe3+/Fe2+ redox couple in iron phosphates”的文章，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證以及理論計(jì)算對(duì)四種磷酸鐵鋰材料：Li3Fe2(PO4)3,LiFeP2O7，Fe4(P2O7)2以及LiFePO4的晶體結(jié)構(gòu)與電極性質(zhì)的關(guān)系進(jìn)行了進(jìn)一步研究。結(jié)果表明，LiFePO4對(duì)鋰電勢(shì)最大，這與費(fèi)米能級(jí)結(jié)果相符。同年八月，課題組繼續(xù)該方向的研究，通過(guò)對(duì)鋰嵌入過(guò)程進(jìn)行研究，對(duì)五種具有NASICON結(jié)構(gòu)的含磷酸根過(guò)渡金屬材料氧化還原能進(jìn)行了比較，結(jié)果發(fā)表在電化學(xué)期刊上，該篇文章中有給出了釩，鈦以及鐵三種有希望商業(yè)化的MASICON結(jié)構(gòu)正極材料。1998年，又提出3D骨架結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰材料Li3Fe2(XO4)3(X= P, As)用作電池正極材料。
Li3Fe2(PO4)3,LiFeP2O7，Fe4(P2O7)2以及LiFePO4四種材料的對(duì)鋰電勢(shì)以及費(fèi)米能級(jí)關(guān)系圖
在有關(guān)磷酸鐵鋰的工作發(fā)表后，從1998到2007年，Goodenough的課題組的主要精力放在了燃料電池的固態(tài)氧離子電解質(zhì)，超導(dǎo)材料的特殊性以及超級(jí)電容等等領(lǐng)域的探索上，在鋰離子電池電極材料上的工作并不多，而且主要以磷酸鐵鋰材料的改進(jìn)以及材料性能衰減為主，比如在一篇工作中，研究人員利用化學(xué)交聯(lián)，將石墨涂覆的磷酸鐵鋰正極包覆到聚吡咯上，這種方法能夠提高材料在高充放倍率下的穩(wěn)定性，同時(shí)也能提高材料的比容量。而在另一篇對(duì)磷酸鐵鋰性質(zhì)機(jī)理的研究工作中，他們將磷酸鐵鋰的種種電光磁特性歸結(jié)于材料的小極化子效應(yīng)(Small magnetic polaron effects)。
總體而言，在1997-2007這11年間，Goodenough有在鋰離子電池領(lǐng)域做出了巨大貢獻(xiàn)，提出了一種新型的電極材料—橄欖石型磷酸鐵鋰材料，并在燃料電池等等領(lǐng)域做出了卓越貢獻(xiàn)。2001年，由于在材料學(xué)研究上的巨大貢獻(xiàn)，Goodenough榮獲2001年日本獎(jiǎng)。十分遺憾的是，由于專(zhuān)利官司等等原因，Goodenough在磷酸鐵鋰材料的開(kāi)發(fā)上也沒(méi)能拿到專(zhuān)利費(fèi)。
這10年間，Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫(kù)收錄的Goodenough的文章共290篇，數(shù)量約等于1997-2007年文章的總數(shù)。Goodenough在這一階段已經(jīng)90多歲，但他仍然在科研的路上繼續(xù)前行。
從2008年到2017年，Goodenough先后以十篇綜述，兩篇觀點(diǎn)的形式，對(duì)自己近40年來(lái)在電池材料領(lǐng)域的研究進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)領(lǐng)域的未來(lái)進(jìn)行了展望。2010年，Goodenough在材料化學(xué)期刊上，發(fā)表題為“Challengesfor Rechargeable Li Batteries”的前瞻性文章，該文中，Goodenough綜合自己在該領(lǐng)域的研究經(jīng)歷，從費(fèi)用，安全性，能量密度，放電倍率以及壽命等方面對(duì)鋰離子電池未來(lái)發(fā)展的潛在挑戰(zhàn)進(jìn)行了展望。
在EC / DEC(1：1)?，1 M LiPF6的電解質(zhì)中，不同材料的比容量與對(duì)鋰電極電勢(shì)關(guān)系
11年，則從磷酸鐵鋰材料結(jié)構(gòu)，電化學(xué)特性，衍生材料電化學(xué)性質(zhì)，脫嵌鋰機(jī)理以及材料合成等角度對(duì)磷酸鐵鋰材料進(jìn)行了分析，但同時(shí)也指出，當(dāng)前磷酸鐵鋰材料面臨低溫性能差，能量密度低兩個(gè)主要問(wèn)題，而納米磷酸鐵鋰材料雖然能夠提高比容量，但相伴而來(lái)的大比表面積是否會(huì)對(duì)電極-電解質(zhì)接界處的物理化學(xué)性質(zhì)造成影響仍是未知。2013，又以一篇觀點(diǎn)的形式，在美國(guó)化學(xué)會(huì)志發(fā)文討論鋰離子電池的發(fā)展。同時(shí)，他也對(duì)固態(tài)化學(xué)發(fā)展的六十年做了回顧，也從化學(xué)與材料的角度對(duì)液流電池做了綜述。
在總結(jié)工作的同時(shí)，新的研究也在進(jìn)行。2008年，由于妻子身體問(wèn)題以及自己正在撰寫(xiě)回憶錄等原因，Goodenough在該年沒(méi)有發(fā)表太多的工作，但該年發(fā)表的文章中，仍有多篇文章堪稱(chēng)精品。一篇題為“High-Rate LiFePO(4) Lithium Rechargeable BatteryPromoted by Electrochemically Active Polymers”的工作將電化學(xué)活性的高分子同磷酸鐵鋰材料結(jié)合，進(jìn)一步拓展了他之前的工作。在2008年這篇文章中，作者進(jìn)一步比對(duì)了另一種電化學(xué)活性高分子聚苯胺與C-LiFePO4的作用，并對(duì)比了化學(xué)方法與電沉積法分別制備活性高分子-C-LiFePO4復(fù)合結(jié)構(gòu)材料的性質(zhì)。電沉積法得到的材料在高充放倍率條件下比能量更高，同時(shí)穩(wěn)定性更好，而且不需要額外添加化學(xué)交聯(lián)試劑。但該方法的缺陷也很明顯。這種聚合物-LiFePO4的結(jié)構(gòu)要求聚合物的活化能與氧化物的氧化還原能有重疊，從而使聚合物能夠取代部分無(wú)活性的覆蓋C層，并作為鋰離子嵌入脫出的客體通道，從而提高比能量，改進(jìn)電極表現(xiàn)。一旦材料更換成對(duì)鋰電勢(shì)更高的材料，這一方法即失效。
對(duì)比PPy和PANI兩種導(dǎo)電高分子制作的C-LFP復(fù)合陰極放電容量。在0.1C充滿(mǎn)電后以各種速率放電獲得數(shù)據(jù)。
除了高分子復(fù)合電極外，他還對(duì)硫代磷酸鈦骨架及材料進(jìn)行了研究。由于鈷酸鋰或磷酸鐵鋰材料放電過(guò)程中，鋰并不能完全從骨架中脫出否則導(dǎo)致晶格塌陷，這類(lèi)材料的比容量較低。而對(duì)具有NASICON骨架的材料，則可以在一個(gè)放電過(guò)程中實(shí)現(xiàn)鋰的完全脫嵌，因而理論比容量高鈷酸鋰與磷酸鐵鋰。通過(guò)對(duì)LiTi2(PS4)3材料進(jìn)行合成及結(jié)構(gòu)研究，發(fā)現(xiàn)該材料可以形成NASICON結(jié)構(gòu)骨架，而且在循環(huán)過(guò)程中一個(gè)鈦原子可以對(duì)應(yīng)一個(gè)鋰離子的嵌入與脫出。另一篇文章則對(duì)具有NASICON骨架的ATi2(PS4)3(A=Li/Na/Ag)材料的嵌鋰性質(zhì)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)對(duì)A=Ag時(shí)，單位AgTi2(PS4)3能夠插入10單位的鋰，而且其過(guò)程可逆，是一種具有高比能量的理想材料。
2011年中，Goodenough也在與金屬空氣電池及光解水均有關(guān)聯(lián)的析氧材料領(lǐng)域做出了卓越貢獻(xiàn)。自從1983年研究鈣鈦礦型錳酸鋰材料時(shí)，因?yàn)殁}鈦礦材料涉及到電極材料，陽(yáng)離子電解質(zhì)，超導(dǎo)材料等等諸多與Goodenough研究有關(guān)的領(lǐng)域，故他對(duì)鈣鈦礦材料的研究一直在進(jìn)行。該年中，課題組在Science上發(fā)文“A Perovskite Oxide Optimized for Oxygen EvolutionCatalysis from Molecular Orbital Principles”[34]，研究表明，組成為Ba(0.5)Sr(0.5)Co(0.8)Fe(0.2)O(3-delta)(BSCF)的材料在催化析氧反應(yīng)(OCR)時(shí)反應(yīng)的固有活性比目前常用的氧化銦材料大至少一個(gè)數(shù)量級(jí)。而值得一提的是，通過(guò)研究10種不同過(guò)渡金屬材料的特性總結(jié)出規(guī)律，可以對(duì)BSCF這種材料的催化活性進(jìn)行理論預(yù)測(cè)。這一研究對(duì)金屬空氣電池以及光解水的發(fā)展具有重大意義。
此外，有關(guān)新型鋰離子電池材料的研究并沒(méi)有停下。這次，Goodenough將目光放在了固體電解質(zhì)的革新上。沿用30多年的有機(jī)電解質(zhì)存在易燃易爆的問(wèn)題，這是電池安全隱患的一個(gè)重要來(lái)源，而發(fā)展固體電解質(zhì)則是解決這一問(wèn)題的有效方案之一。同時(shí)，發(fā)展固態(tài)電解質(zhì)也能促進(jìn)鋰金屬電池的發(fā)展，鋰金屬的比能量遠(yuǎn)高于目前的石墨負(fù)極材料。但固體電解質(zhì)本身存在的一系列問(wèn)題導(dǎo)致固體電解質(zhì)的實(shí)際應(yīng)用受阻。理想的固態(tài)電解質(zhì)應(yīng)該具有高鋰離子電導(dǎo)率，電壓窗口高以及高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的特點(diǎn)。從2011年開(kāi)始，Goodenough教授與清華大學(xué)材料學(xué)院汪長(zhǎng)安教授課題組合作開(kāi)始對(duì)固體電解質(zhì)進(jìn)行研究。他們?cè)谑袷羌芄虘B(tài)電解質(zhì)的鋰離子電導(dǎo)率優(yōu)化方面展開(kāi)了工作。除了石榴石晶體骨架材料，Goodenough也在聚合物–無(wú)機(jī)氧化物復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)以及玻璃態(tài)電解質(zhì)等方面進(jìn)行了研究。
X3Y2Z3O12石榴石結(jié)構(gòu)示意圖
2016年在電化學(xué)會(huì)志上，Goodenough發(fā)文對(duì)固態(tài)電解質(zhì)進(jìn)行了總結(jié)與回顧[35]。該文中對(duì)晶態(tài)堿金屬離子導(dǎo)體，氧化物-聚合物復(fù)合凝膠隔膜材料，玻璃電解質(zhì)等材料進(jìn)行了簡(jiǎn)單回顧。盡管層狀鈷酸鋰以及尖晶石結(jié)構(gòu)的錳酸鋰均具有較高的鋰離子電導(dǎo)率，但層狀或尖晶石結(jié)構(gòu)的鋰離子電解質(zhì)尚不存在。而石榴石結(jié)構(gòu)的鋰離子電解質(zhì)材料則已證明具有較好的鋰離子電導(dǎo)率。但石榴石固態(tài)電解質(zhì)對(duì)空氣及二氧化碳較敏感，而且存在薄層材料機(jī)械強(qiáng)度低，而厚材料電導(dǎo)率低的問(wèn)題。聚陰離子替代氧組成的電解材料中，需要使用半徑較小的過(guò)渡金屬/第三周期金屬，比如Li2+x(Al1+xTi1-x)(PO4)3，才與鋰離子半徑適配。但Ti易被還原等問(wèn)題對(duì)該固態(tài)電解質(zhì)的影響較大。氧化物-聚合物復(fù)合凝膠隔膜是另一種有效的復(fù)合材料。聚合物骨架柔軟但均具有韌性，能夠抑制負(fù)極鋰枝晶的生長(zhǎng)，而且復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg約為?30?C，這一遠(yuǎn)低于室溫的Tg?使得液體電解液能夠進(jìn)入多孔高分子結(jié)構(gòu)中。但這樣的復(fù)合隔膜仍然需要液體電解液，因而就會(huì)有SEI生成等等問(wèn)題。
凝膠聚合物/ Al2O3復(fù)合膜在干燥狀態(tài)下和在碳酸二甲酯（DMC）溶液中浸泡1天后的不同曲張程度
固體電解質(zhì)材料研究的另一個(gè)方面則是固固界面上的界面化學(xué)性質(zhì)。對(duì)鋰金屬電池，陶瓷電解質(zhì)往往因?yàn)闄C(jī)械性能差而無(wú)法抵御鋰枝晶的生長(zhǎng)，或被鋰氧化而變成導(dǎo)體導(dǎo)致正負(fù)極短路。Goodenough等人則對(duì)LiZr2(PO4)3?固體電解質(zhì)進(jìn)行研究[36]，發(fā)現(xiàn)這種材料電壓窗口高，界面阻抗小，并且可以形成較穩(wěn)定的SEI膜，能夠與磷酸鐵鋰正極和鋰金屬負(fù)極組成循環(huán)性能較好的鋰金屬電池。研究發(fā)現(xiàn)，鋰金屬與電解質(zhì)反應(yīng)在電解質(zhì)的孔洞中形成Li8ZrO6與Li3P，這兩種化合物可以被金屬鋰浸潤(rùn)，從而抑制了金屬鋰枝晶的生長(zhǎng)。
Part 5.?總結(jié)Conclusion
回顧Goodenough先生自1952年碩士畢業(yè)以來(lái)的文章發(fā)表情況，可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)有趣的巧合：以20年為間隔，每隔20年便會(huì)有1-2篇具有劃時(shí)代意義的工作面世。1955年研究了奠定現(xiàn)代計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)的合并JT效應(yīng)，1978年發(fā)現(xiàn)鈷酸鋰材料，1997年提出磷酸鐵鋰材料。而1997年距今又是20年，也許Goodenough先生的下一個(gè)巨大突破就在不遠(yuǎn)的將來(lái)。
Goodenough對(duì)晶體學(xué)做出了卓越貢獻(xiàn)，他在磁性轉(zhuǎn)化材料，燃料電池氧離子電解質(zhì)，鋰離子電池電極材料，固態(tài)電解質(zhì)材料，超導(dǎo)材料，光敏氧化物材料等等領(lǐng)域均有建樹(shù)，本文由于篇幅限制，僅以鋰離子電池研究相關(guān)的研究為主線(xiàn)，對(duì)Goodenough的研究進(jìn)行了初步梳理。不難發(fā)現(xiàn)，Goodenough的研究中，既有追逐潮流的研究，比如在1987年釔鋇銅氧材料提出后，Goodenough也對(duì)該材料進(jìn)行了跟蹤研究，也有原創(chuàng)性工作，比如鈷酸鋰，磷酸鐵鋰材料的發(fā)現(xiàn)。但總體而言，這些工作都是基于Goodenough對(duì)于晶體結(jié)構(gòu)的深入研究與了解而得以展開(kāi)。另一點(diǎn)值得思考的是，Goodenough對(duì)電極材料的研究并非一帆風(fēng)順，研究過(guò)的失敗材料不計(jì)其數(shù)，但正是在不斷的試錯(cuò)過(guò)程中，才找到了可以使用的高性能材料?？蒲锌偛皇且环L(fēng)順，但只要在自己的領(lǐng)域有深入研究，總結(jié)失敗經(jīng)驗(yàn)，最后得到成功結(jié)果的概率，還是很大的。
縱觀Goodenough從博士畢業(yè)到今天的研究歷程，科研總歸是需要耐心與毅力的，同時(shí)文章發(fā)表的好壞并不代表工作的質(zhì)量，同時(shí)，在跟隨研究潮流時(shí)，不能盲目的跟隨，而是應(yīng)當(dāng)結(jié)合自身優(yōu)勢(shì)，從自己的研究經(jīng)歷出發(fā)，思考自己能做的研究能有哪些，而不是盲目的一窩蜂涌上去，這樣才能做出原創(chuàng)性有價(jià)值的工作。最后，年齡永遠(yuǎn)不是科研的限制，無(wú)論年輕年老，都可以在自己熱愛(ài)的研究上持續(xù)發(fā)光，Goodenough先生就是這方面的榜樣。
John B· Goodenough簡(jiǎn)介
鋰電池曾和晶體管一起被視作電子工業(yè)中最偉大的發(fā)明，而且晶體管的發(fā)明人巴丁還摘得了諾貝爾獎(jiǎng)。
鋰電池雖無(wú)榮譽(yù)，卻也實(shí)實(shí)在在填充了電子工業(yè)中能源的空缺，在當(dāng)時(shí)引起了一大波熱潮。
但現(xiàn)在電池技術(shù)卻成為了科技發(fā)展最大的短板，越來(lái)越不耐用的手機(jī)電量便是最直觀的體驗(yàn)。
相比其他技術(shù)飛快的成長(zhǎng)，鋰電池技術(shù)始終原地踏步，每次電池效率僅有7%~8%的提升，罕有巨大的突破。
為了讓電池能夠應(yīng)對(duì)增長(zhǎng)驚人的功耗問(wèn)題，人們只得另辟蹊徑地增大電池體積，提出快充、無(wú)線(xiàn)充電等技術(shù)。
鋰電池的本質(zhì)卻沒(méi)有發(fā)生變化，不盡人意的蓄電量和安全問(wèn)題仍讓科學(xué)家們頭疼。
不知道多少次，CPU的性能又翻了一番，鋰電池卻還是那個(gè)鋰電池。
事實(shí)上如果不是“足夠好”先生，鋰電池連現(xiàn)在這水平也不一定有。
“足夠好”先生原名叫約翰·古迪納夫，英文名Goodenough正是他被稱(chēng)“足夠好”的緣由。
他已經(jīng)在電化學(xué)領(lǐng)域堅(jiān)持了48年，當(dāng)他47歲第一次接觸電化學(xué)時(shí)，鋰電池仍是易燃易爆炸的代名詞。
隨后30年的研究生涯，他屢次發(fā)現(xiàn)更為合適的鋰電池陰極材料，這才讓鋰電池變得安全而又實(shí)用。
如今看見(jiàn)鋰電池糟糕的進(jìn)境，95歲的老爺子不得不再次出山了。
古迪納夫在一個(gè)富足的家庭成長(zhǎng)，但童年生活卻極為壓抑。
他的父親是大學(xué)歷史老師，高學(xué)歷卻不擅于照顧家庭，最終和他的母親離了婚，娶了自己的研究助手。
糟糕的家庭環(huán)境讓古迪納夫極度厭惡，他只想考上一個(gè)足夠遠(yuǎn)的大學(xué)，逃離家庭。
古迪納夫考入了耶魯大學(xué)后，徹底放飛了天性。
他先是學(xué)習(xí)古典文學(xué)，隨后又轉(zhuǎn)而攻讀哲學(xué)，為了湊學(xué)分，他還多選修了兩門(mén)化學(xué)課。
后來(lái)一位數(shù)學(xué)教授認(rèn)為他頗具天賦適合學(xué)數(shù)學(xué)，他被夸得一陣目眩，又轉(zhuǎn)修數(shù)學(xué)。
最終他取得了數(shù)學(xué)學(xué)士學(xué)位，從耶魯大學(xué)畢業(yè)。
古迪納夫憑借聰明才智，沒(méi)有因?yàn)轭l繁更換專(zhuān)業(yè)而荒廢了學(xué)習(xí)。
但畢業(yè)后，他總是飄忽不定的想法，讓他始終找不到合心意的工作。
恰逢此時(shí)二戰(zhàn)爆發(fā)，古迪納夫便順勢(shì)參加了美國(guó)空軍，隨后被派到太平洋一個(gè)海島上收集氣象數(shù)據(jù)。
求職的經(jīng)歷讓他發(fā)覺(jué)自己的問(wèn)題所在，他開(kāi)始考慮選擇一個(gè)方向持之以恒地堅(jiān)持下去。
20世紀(jì)中期，正是物理學(xué)大放異彩的時(shí)候，這也深深吸引了古迪納夫。
從海軍退役后，古迪納夫來(lái)到芝加哥大學(xué)，決心進(jìn)修物理。
當(dāng)時(shí)一名教授告誡他，他的年紀(jì)太大了，已經(jīng)過(guò)了博取成功的年齡。
這話(huà)說(shuō)得沒(méi)錯(cuò)，愛(ài)因斯坦26歲提出相對(duì)論，波爾28歲提出玻爾模型，而此時(shí)的古迪納夫已經(jīng)30歲。
幸運(yùn)的是，此時(shí)的古迪納夫已不再是大學(xué)時(shí)的自己，他堅(jiān)定地選擇了繼續(xù)讀物理。
讀博期間，他的導(dǎo)師是物理界大牛克拉倫斯·齊納*。
當(dāng)時(shí)，古迪納夫的研究領(lǐng)域是固體物理，在大牛導(dǎo)師的指導(dǎo)下，他的物理基礎(chǔ)格外扎實(shí)。
*注：齊納30歲時(shí)發(fā)明了二極管，因此享譽(yù)業(yè)界。
畢業(yè)之后，古迪納夫被推薦進(jìn)入麻省理工學(xué)院的林肯實(shí)驗(yàn)室工作。
在這里他主要負(fù)責(zé)固體磁性的相關(guān)研究，并發(fā)現(xiàn)了材料中磁體交換的規(guī)律*。
也是此時(shí)，他首次接觸到了電池，不過(guò)研究的是鈉硫電池。
*注：該規(guī)律以他和合作伙伴的名字命名為了Goodenough-Kanamori規(guī)律，這一項(xiàng)技術(shù)最終發(fā)展成了電腦內(nèi)存技術(shù)。
?福特的鈉硫電池，來(lái)自1966年的專(zhuān)利申請(qǐng)
早在1780~1800年，伏打發(fā)明了伏打電堆時(shí)，電能就被人們重視了起來(lái)。
1859年時(shí)，汽車(chē)還曾用鉛酸電池*作為主要能源，隨著電子打火裝置等一系列發(fā)明出現(xiàn)，汽油逐漸占據(jù)優(yōu)勢(shì)，電能也遭到了淘汰。
但依賴(lài)化石燃料作為能源始終讓人擔(dān)心未來(lái)，人們總是期盼有一種電池能夠替代化石燃料成為主要能源。
因此大量的電池研發(fā)項(xiàng)目不斷涌現(xiàn)，電池研發(fā)成了一種時(shí)髦。
*注：鉛酸電池是以鉛為電極，硫酸作為電解液，與其他電池相較之下能量密度低，也不具備循環(huán)壽命。
電池三要素分別是正極、負(fù)極和電解質(zhì)，想要提高電池的性能必須改善這三者。
當(dāng)負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，放出電子，而在正極同時(shí)發(fā)生還原反應(yīng)，接收了來(lái)自負(fù)極的電子，也就產(chǎn)生了電流。
因此如果兩個(gè)電極能夠放出和接收大量的電子時(shí)，發(fā)電效率將會(huì)提高。
又或者可以通過(guò)充電補(bǔ)充電池內(nèi)的電量，需要時(shí)再釋放出電流，電池的效益也能提高。
當(dāng)時(shí)，幾乎所有的電池研究都在沖著這些目標(biāo)在努力。
古迪納夫研究了鈉硫電池之后，開(kāi)始對(duì)能源材料的研究有了興趣。
恰巧此時(shí)美國(guó)正受到阿拉伯石油禁運(yùn)的影響，能源儲(chǔ)備問(wèn)題被不斷放大。
明朗的前景更是堅(jiān)定了古迪納夫研究電池的想法。
1976年，古迪納夫受到了牛津大學(xué)邀請(qǐng)，擔(dān)任無(wú)機(jī)化學(xué)教授一職。
也是同一年，英國(guó)化學(xué)家Whittingham在電池領(lǐng)域取得了驚人進(jìn)展。
Whittingham和他的同事發(fā)現(xiàn)了鋰離子可以在電極間來(lái)回穿梭，具備了充電能力，并能在室溫下工作。
隨后Whittingham成功研制了新型鋰電池，輕便和電量足的屬性完全碾壓了市面上的碳鋅電池和鎳鎘電池。
古迪納夫（前排左二）與同事合影，攝于1982年牛津大學(xué)
加拿大的Moli Energy公司主動(dòng)充當(dāng)了第一個(gè)吃螃蟹的公司。
他們大量生產(chǎn)了鋰電池，發(fā)售全球，瞬時(shí)霸占了全球電池市場(chǎng)。
但不到半年，鋰電池起火爆炸的新聞不絕于耳，Moli公司只得趕緊召回所有電池。
經(jīng)歷這件事后，Moli公司一蹶不振，被日本NEC公司收購(gòu)。
為什么鋰電池會(huì)有這么嚴(yán)重的安全隱患？
原來(lái)鋰電池在使用過(guò)程中，鋰金屬表面會(huì)逐漸析出鋰結(jié)晶，結(jié)晶呈樹(shù)枝狀或針狀，因此也稱(chēng)作鋰枝晶。
尖銳的枝晶有可能穿透電池正負(fù)極之間的隔膜，造成電池內(nèi)部短路，引起電池自燃。
這個(gè)問(wèn)題引起了古迪納夫的思考，他在林肯實(shí)驗(yàn)室時(shí)曾因?yàn)閷?shí)驗(yàn)需要大量研究了金屬氧化物材料的性質(zhì)。
他根據(jù)自己掌握的理論，推測(cè)氧化物電極或?qū)⒛軌蚩朔@些問(wèn)題。
說(shuō)做就做，他和兩位博士后助手開(kāi)始有條不紊地研究金屬氧化物結(jié)構(gòu)，不斷記錄著各項(xiàng)數(shù)據(jù)。
持續(xù)實(shí)驗(yàn)的四年，古迪納夫和他的團(tuán)隊(duì)終于發(fā)現(xiàn)了一種名為鈷酸鋰的材料。
鈷酸鋰獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)，使得鈷酸鋰較之金屬鋰更為溫和，在枝晶問(wèn)題上得以改善。
不僅如此，這種氧化物拔高了電池的使用電壓，提升了電池儲(chǔ)存電量。
鈷酸鋰的特殊結(jié)構(gòu)使鋰原子流動(dòng)快速
兩年后，古迪納夫?qū)嶒?yàn)室又發(fā)現(xiàn)了另一種更為穩(wěn)定和便宜的材料——錳酸鋰。
但可能是Moli公司的前車(chē)之鑒，這一次竟沒(méi)有公司愿意嘗試任何新鋰電池技術(shù)。
直到1991年，索尼公司才與古迪納夫達(dá)成合作，利用自主研發(fā)的陽(yáng)極材料石墨與鈷酸鋰相結(jié)合，研究成了十分理想的可充電鋰電池。
在古迪納夫當(dāng)年實(shí)驗(yàn)室門(mén)外豎起的牌匾，用于紀(jì)念鈷酸鋰的發(fā)現(xiàn)
全新的電池一經(jīng)問(wèn)世，直接改變了電子產(chǎn)業(yè)的格局。
索尼公司將可充電鋰電池應(yīng)用于相機(jī)、隨身聽(tīng)、CD播放器等輕便電子設(shè)備上，頓時(shí)風(fēng)靡全球。
鋰電池開(kāi)始不斷投入生產(chǎn)，筆記本電腦、手機(jī)也運(yùn)用起了這些技術(shù)，形成了每年數(shù)十億美元的產(chǎn)業(yè)。
誰(shuí)也沒(méi)想到，古迪納夫在70歲時(shí)迎來(lái)了人生的大滿(mǎn)貫。
但古迪納夫也沒(méi)有滿(mǎn)足于現(xiàn)狀，因?yàn)樗宄囯姵氐陌踩[患并非真的消失了。
他和他的實(shí)驗(yàn)室仍在不斷嘗試，1997年時(shí)，古迪納夫?qū)⒀芯康拇笾路较蚋嬖V了助手后便去度假了。
這可是一個(gè)美滿(mǎn)的假期，當(dāng)古迪納夫回到實(shí)驗(yàn)室時(shí)，助手告訴他發(fā)現(xiàn)了又一種適合商業(yè)化的鋰離子陰極材料——磷酸鐵鋰。
一幅顯示了Goodenough實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)的晶體結(jié)構(gòu)的圖表
誰(shuí)也沒(méi)想到鋰電池三次改進(jìn)都出自同一位教授之手，而且會(huì)是一位30歲才入行的大齡科學(xué)家。
各種獎(jiǎng)項(xiàng)不斷敲開(kāi)古迪納夫的家門(mén)：
2009年，他獲得了費(fèi)米獎(jiǎng)，以及英國(guó)皇家化學(xué)學(xué)會(huì)頒布（以他命名）的“John B.Goodenough獎(jiǎng)”。
2013年，他獲得奧巴馬親自授予的美國(guó)國(guó)家科學(xué)獎(jiǎng)?wù)隆?/strong>
不過(guò)糟心事也不少，幾乎每年他都會(huì)被提名諾貝爾獎(jiǎng)，但每年都會(huì)錯(cuò)過(guò)。
不過(guò)作為諾貝爾獎(jiǎng)陪跑者，他卻絲毫不覺(jué)得失落，他曾說(shuō)：有些人就像是烏龜，走得慢，也找不著路，但它卻能夠一直不停地爬下去。
如今古迪納夫已經(jīng)95歲，不過(guò)他可不打算退休了。
現(xiàn)在的每一天都仍在做實(shí)驗(yàn)，今年又投身超級(jí)電池的研發(fā)之中。
很多實(shí)驗(yàn)室早已開(kāi)展了超級(jí)電池的研究，但一種能量密度高、安全性佳、循環(huán)壽命久、無(wú)記憶還對(duì)環(huán)境沒(méi)有污染的電池哪是那么容易找到的？
古迪納夫倒是設(shè)想了一種全固體電池方案，并且已經(jīng)有了一些頭緒。
據(jù)說(shuō)，古迪納夫是實(shí)在瞧不上現(xiàn)在每年電池提高的那點(diǎn)兒，這才打算自己出手。
有些人可能覺(jué)得創(chuàng)新是年輕人擅長(zhǎng)的事情，例如硅谷就有著強(qiáng)烈的年輕崇拜。
老爺子卻根本不屑這種思想，他曾說(shuō)：我只有92歲，我還有許多時(shí)間。
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