古迪纳夫： 我97岁了，还年轻

手机、电脑、电动汽车，在今天已经算不上稀罕物了。它们是不同的工具，但有个共性——都有电池，而且普遍用的是锂离子电池。锂离子电池从面世到普及不过20多年的时间，它的背后站立的是一群精耕多年的科研人员。今年诺贝尔化学奖便授予了在锂电池领域有突出贡献的三位科学家，称他们创造了“一个可充电的世界”。

其中，打破诺奖最高龄获奖记录、97岁的约翰·古迪纳夫更是功勋卓著，被称为“锂离子电池之父”。19岁参加二战、54岁开始电池研究、94岁投身超级电池研发，翻开他一辈子躬身科研的人生，满是传奇。

“特别不好”的前半生

“未见其人，先闻其声”，《红楼梦》中王熙凤带着魔性笑声的出场已成经典。这个词用来形容远在另一片土地上的古迪纳夫也恰如其分。他在九楼办公室的哈哈大笑，能从一楼响彻到顶楼十楼，朋友说“一英里”以外都能听到他的笑声。

已满头银发、眼窝深陷的老爷子似乎天生带了爱笑的基因，人们说他跟他的名字一样特别好(古迪纳夫英文为：goodenough)。但实际上，古迪纳夫有着“特别不好”的经历。

1922年，古迪纳夫在德国耶拿出生。没多久，一家人搬到了美国康涅狄格州郊外乡村，耶鲁大学就在几公里之外，父亲在那里教宗教史学。家境殷实，父母都是知识分子，又能亲近乡野，这样的童年本该是快乐的，古迪纳夫却越来越内向。

在古迪纳夫的记忆中，父母关系简直是一场灾难，这场灾难演变成对孩子的冷漠。数十年后，他 在自传中提到对自己产生过积极影响的人或事，包括兄弟姐妹、一只叫马克的狗、佣人、邻居，唯独没提起父母。受此影响，10来岁的古迪纳夫患上了阅读障碍。无法在教室读书时，他带着好奇心去附近的树林探索，有次还扒了一张臭鼬鼠的皮。

他并没有成为野孩子，相反，古迪纳夫，与阅读障碍做抗争。12岁时，他进入了一所私立寄宿中学，从零星的信件里得到父母不冷不热的关心。后来，父母离婚，父亲娶了研究助手，这场夫妻斗争终于结束了，而古迪纳夫与原生家庭的斗争才开始。

保持优异成绩考入大学，成为独立的人，这是古迪纳夫的逃离之路。收到耶鲁大学通知书时，18岁的少年决定再忍一下，来到父亲跟前要学费。父亲给了他35美元，当时耶鲁一年的学费大概900美元。好在校长知晓情况后，介绍他去给富人家的孩子补习，每周工作21个小时，再加上奖学金，足以支付学费和日常生活开支。

这之后，古迪纳夫开始一次次面临选择。耶鲁主张通识教育，本科前两年可随便选感兴趣的课程。古迪纳夫一开始选的是古典文学，没多久又转攻哲学，后来考虑到自己的阅读障碍，接受了一位叫迈尔斯的数学教授的建议，主攻数学。可大二还没过完，二战爆发，他再次在教授的建议下，成为了陆军气象学家。退伍后，又在这位老教授的推荐下，获得国家出资在芝加哥大学攻读物理研究生的机会。古迪纳夫说，我永远都欠迈尔斯教授一个人情。

长达两年的物理学习后，古迪纳夫经历了两场长达32小时、通过率只有10%的考试后，打开了博士学习大门，该选择核物理还是固态物理呢?最终，他选择了固态物理，师从著名物理学家齐纳。初次见面时，齐纳说了一句影响他一生的话：你有两个问题，第一个问题是找到问题，第二个是解决问题。古迪纳夫选择了凝聚态材料研究，从此再未离开。

30岁博士毕业后，古迪纳夫来到刚搭建一年的麻省理工学院林肯实验室，和空军签订了项目合同。当时军方缺少能达到存储要求的计算机，存储能力不足是因为没有适当的电子材料。所以，他开始了磁性研究。这是他第一次接触到锂离子在固体中的迁移，后来又开始了固态陶瓷的基础研究。因为有军方预算支撑，他在这一待就是24年，提出了古迪纳夫—金森法则，为日后随机存储器的诞生奠定了重要基础。

因1973年爆发的石油危机，古迪纳夫看到日益突出的能源问题，他开始转向能源存储的研究。不想，1976年，军方削减研究预算。预算被砍，古迪纳夫不得不考虑去留问题。当时，他有两个方向，一个是去伊朗的德黑兰大学建一个能源研究所，一个是去做牛津大学无机化学实验室的负责人。听了妻子的建议，古迪纳夫动身前往英国。

牛津大学做了一个大胆的决定，聘用一个仅仅在大学期间为凑学分修过两门化学课的人来做负责人。古迪纳夫也做了一个大胆的决定，从一名数学系毕业的物理学家，摇身一变成了一名化学家，具体来说，是电化学家。

曾“特别不好”的古迪纳夫，迎来了人生的重大转折。这一年，他54岁。

投身电池研究

来到牛津，古迪纳夫开始投身锂离子电池研究。当时西方市场上已经有了金属锂为电极的锂电池，初入市场时它大受青睐，但不到半年，一起可怕的爆炸发生，所有电池因安全问题被全球召回。西方市场吓破了胆，对锂电池的态度急转直下：不管是否安全，一概弃用。

但这并没有影响古迪纳夫研究更安全锂电池的决心。他发现锂电池易爆炸的根源就在金属锂。锂金属表面容易形成一种小树枝一样的枝晶，电池使用过程中，这些枝晶会越长越大。一旦它们大到刺破正负极间的隔膜，就可能引发安全事故。而且金属锂化学性质活泼，与空气接触极易爆炸。想改良锂金属难度太大，必须要找到一种新的材料来代替。

在林肯实验室时，古迪纳夫密切接触过金属氧化物，他觉得用金属氧化物做阴极，电压更高，能量密度更大。他迅速将想法投入实践，搜寻合适的氧化物，以确保能析出更多的锂离子并且结构稳定。在抵达牛津四年后的1980年，古迪纳夫发现了钴酸锂是最好的答案。在日本，同获今年诺奖的吉野彰正在研究负极材料，他采用了古迪纳夫的这一发现，以石墨材料为负极。这一来，现代锂离子电池的基本框架就确立了。

后来，索尼买下了这一专利，将钴酸锂与石墨结合，开发出了全新的可充电锂离子电池。一经问世，它受到市场热烈欢迎，被应用到相机、电脑、手机中，古迪纳夫声名大噪。如今，锂离子电池市场价值350亿美元，未来5年将增长到1000亿美元，但因当初牛津大学拒绝为此申请专利，古迪纳夫一分钱也没得到。不过，老爷子心态倒是很好，他说反正当初研究也不是为了钱。

古迪纳夫对锂电池的研究并没有就此打住。钴酸锂虽然提高了安全性，但也有不足之处，一是它价格贵，产量不高，是重要的战略资源，用来做电池成本太高;二是使用一段时间后，性能会衰减。因而，古迪纳夫继续寻找新的实用的材料。1983年，61岁的古迪纳夫再次发现一种好用的正极新材料——锰尖晶石。这种材料的氧化性远低于钴酸锂，具有低价、稳定、优良导电导锂性能，即便出现短路的情况，也能避免燃烧爆炸的危险，安全性能大大提高。2013年，这种材料已经被用于商业电池。

新材料继续被寻找着。这种执着劲儿，其实早在古迪纳夫读书期间就可窥一二。有阅读障碍的他，曾坚持学了六年的拉丁语和四年的希腊语。不过，新的问题出现在这位已过花甲之年的老人面前：牛津大学有65岁强制退休的规定。

65岁就退休颐养天年，这对古迪纳夫来说实在是一种无聊至极的生活。所以，抢在被牛津“赶”出去前，他去了德克萨斯大学奥斯汀分校，成为该校机械工程和材料科学教授，继续锂电池研究。

很多人一辈子可能就一种发明，古迪纳夫却接连不断给电池行业带来惊喜。1989年，他发现聚合物电解质有电磁感应效应，采用它的正极可产生更高电压;1997年，他发现磷酸铁锂晶体结构更稳定、寿命更长、充电更快。古迪纳夫对电池的研究，保持着极大的热情，“锂离子电池之父”当之无愧。

当初研究生入学时，一位教授对他冷嘲热讽道“真不明白你们这些退伍军人，难道不知道但凡在物理上做出点名堂的，在你们这个年纪早做出来了，你现在才想着开始啊”。科技行业也存在年龄歧视，54岁跨进新领域，成果丰硕的古迪纳夫打了偏见者一巴掌。

新的开始

锂电池的潜力远远超出了发明者的想象。起初古迪纳夫研究时，根本不知道电池会被怎么使用，更不知道会有电脑、手机这些东西。他仅仅是出于好奇心和责任感，希望能真正解决能源与环境问题。显然，如今它们依然是世界面临的两大重大课题。他常对学生说“要做人类需要的而非想要的事业”，这一生他都在践行这句话。

92岁时，早已是荣誉等身的古迪纳夫依然丝毫没有休息的打算。当亲人、学生担心他的身体扛不住时，他爽朗地笑起来，“我才92岁，我的人生长着呢!”这时，他已经开始筹划往两个新的方向进行研究。

第一个方向是如何用钠来取代锂。锂资源在地球上很稀少，未来也会和石油资源一样面临枯竭危险，而且提取锂的工艺繁琐且成本较高。自1997年古迪纳夫提出磷酸铁锂技术后，此后20年再无新的锂电技术出现。而钠在地球上含量很高，基本上可无限供应，并且，它和锂属于同一族元素，化学性质相似，理论上是可以像锂一样用来做电池的。在林肯实验室期间，古迪纳夫就曾对钠离子进行过研究，但要真正在技术上实现产业落地还是个难题。

第二个方向是超级电池的研究。古迪纳夫接受采访时，多次表达他想解决汽车问题、想让汽车尾气从全世界的高速公路上消失。留下一个清洁、美好的世界，这是他去世之前最想看到的。所以，他带领工程师团队着手打造新型全固态电池，这是一种能让电动汽车与内燃机汽车匹敌的“超级电池”，他希望这种电池可以实现风能和太阳能的经济存储。

2017年，古迪纳夫公布了团队研究进展，他们研究出了能量密度和安全系数更高的固态电池。目前他们正计划与电池厂商合作，开发测试新电池。古迪纳夫并不在乎潜在的巨大经济利益，他想的只是解决问题。

这种对科研的认真，也反映在他的教学上。早前在麻省理工教物理时，他的第一堂课来了165人，座无虚席，可是第二堂课只来了8个人。因为太严格，学生都被吓跑了。后来在牛津给本科班上课时，他的同事专门放一排泰迪熊在前面，保证能有更多学生来上他的课。工作上的严肃认真和生活上的幽默风趣统一在古迪纳夫身上，帮助他一路过关斩将到今天。

现在，古迪纳夫已经97岁了，业界对这位老前辈依然抱有信心。因为他的思维仍然活跃，思想还在突破。如今，他每周到学校工作五天、每天早上8点前就到实验室，周六还要在家工作一天。古迪纳夫的这股子精神劲儿，给了不少科研人力量。同获诺奖、今年78岁的斯坦利·惠廷厄姆打趣说，有古迪纳夫在，他觉得自己还是个中年人。

去年，古迪纳夫说：我再干几年，把这一批博士生带到毕业。熟悉他的学生觉得等到那时候，他身体允许的话，肯定又会说再干几年吧。毕竟，对于古迪纳夫来说，97岁还年轻着呢!