“锂电之父”的传奇人生

35小吃技术网 推荐阅读 2023年09月25日22时33分27秒 174 0

2023年6月25日,诺贝尔化学奖获得者、美国材料科学家、固态物理学家、锂电池创始人之一约翰B古迪纳夫(John B. )去世,享年100岁。

古迪纳夫被业内尊称为“锂电池之父”,他是钴酸锂、磷酸铁锂等锂电池正极材料的研发者。 2019年,古迪纳夫、美国化学家M.和日本化学家吉野彰因对锂电池发展的贡献而获得诺贝尔化学奖。

古迪纳夫 资料来源:德克萨斯大学

古迪纳夫生前曾说过:“我想解决汽车问题。我希望汽车尾气从世界高速公路上消失。我希望在死前能看到这一天。”

他未竟的遗愿或许会在我国一步步成为现实。

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新能源汽车是减少污染、减少碳排放、消除“汽车尾气”的必然选择。 我国新能源汽车产销量连续八年位居世界第一。

我国新能源汽车的未来也十分广阔。 1月12日,在百人委员会召开的2023年度媒体沟通会上,中国电动汽车百人委员会副主任委员兼秘书长张永伟表示,到2023年,我国新能源汽车整体市场规模全国汽车保有量预计将达到1000万辆,普及率将不断提高。 到近40%。 国家研究中心市场经济研究所王庆预计,新能源汽车对燃油汽车的替代效应将越来越强。 到2030年,新能源汽车市场占有率将达到90%。 重庆长安汽车股份有限公司董事长朱华荣表示,早在2022年,中国汽车工业就初步具备停止销售(纯)燃油汽车的基本条件。

古迪纳夫与中国有着深厚的渊源。

我国比亚迪在可以让“汽车尾气”消失的磷酸铁锂电池方面做出了巨大贡献。 2003年,一直生产锂电池的比亚迪看到了电动汽车的未来。 其不顾资本市场的反对,毅然转型汽车生产,押宝古迪纳夫研发的磷酸铁锂电池。 如今,比亚迪已成为全球最大的新能源汽车公司。

2019年,宁德时代21C创新实验室破土动工,古迪纳夫还专门发来贺信,对宁德时代等中国企业“在全球范围内减少人们对化石燃料的依赖”表示赞赏。

古迪纳夫致宁德时代的贺信 图片来源:宁德时代

古迪纳夫去世时,已是百岁高龄,可谓长寿。 从他的人生经历来看,他迈出的每一步似乎都落后别人很多。 54岁转行研究锂电池,58岁发现钴酸锂更适合作为锂电池正极材料,直到75岁才研制出磷酸铁锂电池老了,直到94岁才研发出磷酸铁锂电池。 全固态电池的研发。 获得诺贝尔奖时,他已经97岁高龄,成为历史上最年长的诺贝尔奖获得者。 他确实是一个典型的大器晚成的人。

不过,正如他所说:“做最长的乌龟,不断学习,保持好奇心,哪怕放慢脚步,遇到一点困难,只要最终能到达终点。” 人生,什么时候开始都不晚。

本文围绕古迪纳夫百年诞辰事件,试图回答三个问题。

1. 古迪纳夫的前半生是怎样的?

2. 古迪诺晚年的后半生有哪些事迹?

3、古迪纳夫的人生经历给我们后人带来了哪些启示?

1、半生虚度

古迪纳夫出生于 1922 年 7 月 25 日,他的童年并不快乐,因为他经常目睹父母之间的紧张关系。 高考前夕,父母离婚了。 虽然最终他考上了耶鲁大学,但由于他只从父亲那里得到了35美元,他在每年900美元的学费中苦苦挣扎。 不得已,只能靠奖学金和当导师来凑够学费。

在大学期间,古迪纳夫可能非常困惑。 他换了三四个专业,尝试主修古典文学、哲学、数学,最后获得了数学学士学位。

古迪纳夫毕业时是 1944 年,正值第二次世界大战爆发。 他加入了空军,但没有成为一名飞行员,而是被派往一个岛屿收集天气数据。

1946年,古迪纳夫24岁退休,他计划前往芝加哥大学攻读物理学位,但遭到大学教务长的“劝阻”。 很难取得成绩。 纵观物理学界大家的经历,爱因斯坦26岁提出相对论,居里夫人36岁获得诺贝尔奖,甚至古迪纳夫的导师齐纳30岁就发明了齐纳二极管。

尽管古迪纳夫坚持走自己的路,但他读的是物理学并获得了博士学位。 在物理学中。 不过,他后网来的经历似乎也验证了当年登记官的预测。 尽管古迪纳夫被允许在麻省理工学院林肯实验室开始研究半导体,但他工作了24年,直到1976年没有任何突破。 更关键的是,今年,54岁的古迪纳夫也将被林肯实验室解雇。

当时,年过百岁的古迪纳夫有幸拿到了牛津大学的聘书,但他却再次转行,从物理学跨入化学,开始研究无机化学。 这种跨行业的行为在当时是令人瞠目结舌的。 然而正是这次跨界,让他开始了锂电池的研究,为他后来的职业腾飞奠定了基础。

当时的锂电池属于第一代,由英国科学家惠廷汉姆开发,但由于采用硫化钛作为正极材料,因此爆炸性极强。 古迪纳夫坚信有一种新的替代材料,并夜以继日地研究了三四年。 1980年,58岁的古迪纳夫发现了硫化钛的替代品——钴酸锂。 这使得锂电池更加稳定,并且重量减轻了一半以上。

后来,日本索尼的化学家开发出了一种可用于锂电池的石墨负极材料,与古迪纳夫开发的正极材料完美匹配,开发出了新型锂电池。 索尼等公司已将这种电池应用于摄像机、笔记本电脑、手机等无线电子产品中,并已广泛商业化。

2. 大器晚成

虽然古迪纳夫在牛津大学取得了成就,但牛津大学有65岁强制退休的传统,古迪纳夫不肯接受自己年老的事实,仍然痴迷于研究。 他认为,自己研发的钴酸锂电池存在安全性差、成本高、寿命短等诸多缺点,需要不断改进。

因此,在退休前一年,64 岁的古迪纳夫搬到德克萨斯州继续他的研究。

目前看来,整个消费电子和新能源汽车行业都要感谢他的“不服输”网和跳槽。 正是随后的研究,让古迪纳夫发现了磷酸铁锂正极材料,它比之前的钴酸锂更便宜、更安全。 目前,市场上的消费电子产品,如智能手机、电脑等,大多采用磷酸铁锂电池。 更重要的是,磷酸铁锂电池的“上车”,使得当今新能源汽车得以快速发展。

这一辉煌成果的发布对于古迪纳夫来说并不容易,它来自于他十多年的长期研究。 直到1997年,75岁的古迪纳夫才发现磷酸铁锂作为正极材料。

磷酸铁锂电池的研发,现在看来,功不可没。 然而,直到十年后,古迪纳夫才开始获得赞誉。 2009年,古迪纳夫获得了费米奖和“约翰B.”奖。 英国皇家化学学会颁发的奖项以他的名字命名。 2013年,他还获得了美国前总统奥巴马亲自颁发的国家科学奖章。

当时不少学者认为古迪纳夫对锂电池的研发足以获得诺贝尔奖。 2017年,网站上出现了一封题为《约翰古迪纳夫值得获得诺贝尔奖》(Open: John A Nobel )的公开信。

又过了几年,2019年,97岁的古迪纳夫终于得到了瑞典皇家科学院的认可。 他与惠廷汉姆和吉野彰这三位科学巨人,因为锂电池的研发而结下了不解之缘。 由于他们的贡献,他们共同获得了诺贝尔化学奖。 他也成为历史上最年长的诺贝尔奖获得者。

这个迟来的奖项,足以让古迪纳夫在史册上熠熠生辉。

只是古迪纳夫仍然痴迷于科学事业。 即使获得了荣誉,他也不想退休,继续从事能源研究。 依靠信念的支持,九十多岁的古迪纳夫带领工程师团队打造出新型低成本全固态电池。 新型电池的能量密度至少是当前锂离子电池的三倍,不易燃,循环寿命更长,并且将充电速率从几小时大幅缩短至几分钟。

3、淡泊名利

如今,斯人已去,纵观古迪纳夫的一生,虽是大器晚成,但仍足以受到后辈的崇拜。 其孜孜不倦的研究精神值得后网人学习。

古迪纳夫的科研人生可谓“甘于坐板凳”的典型。 他在板凳上坐了几年、十年、甚至二十年都没有突破; 但他丝毫没有气馁,即使面对失业和被迫退休,他仍然坚持研究。 即使年事已高,获得最高荣誉诺贝尔奖后,他仍然一头扎进实验室。

更难能可贵的是,古迪纳夫一生淡泊名利的性格与中华民族的传统道德完美契合。

早在20世纪80年代,古迪纳夫就开发出了钴酸锂电池。 当时牛津大学以应用前景渺茫为由拒绝帮助其申请专利,这使得索尼很容易购买到这项技术,从而成功将其商业化,并在消费电子领域获得了巨额利润。

但古迪纳夫并没有从中赚到钱。 随后他只是平静地说:“不管怎样,当我做这个的时候,我并不知道它会这么有价值,我只知道这是我应该做的。”

古迪纳夫研发的磷酸铁锂电池市场规模巨大。 据国际市场研究机构发布的报告显示,仅2022年,全球磷酸铁锂电池市场规模将达到130亿美元。 未来,它将处于快速增长之中。 尤其是随着储能赛道的快速发展,磷酸铁锂电池的需求将会增加。

不过,这也并没有给古德纳夫带来多少收入。 当年,当古迪纳夫还在完善磷酸铁锂电池时,得到消息的日本企业不惜派出商业间谍潜入古迪纳夫的实验室,在古迪纳夫申请专利之前将其窃取。 磷酸铁锂电池技术。 古迪纳夫知道后,赶紧要求他所在的德克萨斯大学代表他在美国申请专利。

作为一名研究人员,古迪纳夫并不擅长捍卫自己的专利技术。 他直接将该专利授权给德克萨斯大学,德克萨斯大学将该专利出售给德国的Sdchem公司和加拿大的Hydro-Qubec公司。 这两家公司非常擅长商战,并且展开了长期的专利战,因此获得了大量的收入。

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但这些收入与古迪纳夫无关。 2018年,有媒体问古迪纳夫是否后悔交出专利技术? 但他说,“我从来没想过它会如此有价值。我只想制造电池,制造一辆与内燃机相媲美的电动汽车。”

如今,中国电动汽车技术和市场规模位居全球第一,未来潜力巨大,这对这个科学巨人来说是一种安慰。

古迪纳夫值得我们尊重和学习!