鋰電池，“足夠好”！

約翰·B·古迪納夫

M·斯坦利·威廷漢

吉野彰

從工作到生活，從閱讀到游戲，手機、筆記本電腦等便攜式移動電子設備的運轉，都依靠于鋰離子電池。這項發明如同一道光，照亮了人類生活說走就走的旅程。

北京時間10月9日下午，2019年諾貝爾化學獎揭曉。美國得克薩斯大學奧斯汀分校機械工程和材料科學教授約翰·B·古迪納夫(John B. Goodenough)、美國紐約州立大學賓厄姆頓大學特聘教授M·斯坦利·威廷漢(M. Stanley Whittingham)和名古屋明城大學教授吉野彰(Akira Yoshino)分享了這一獎項，以表彰其在鋰電池發展方面作出的貢獻。

化學獎夠化學嗎?

近幾年，諾貝爾化學獎常常被戲稱為理綜獎。今年花落鋰離子電池，應當算是夠化學的一次頒獎了。

中國科學院院士、南開大學副校長陳軍說：這次獲獎可以說是眾望所歸。鋰電池研究屬于化學范疇，三位科學家圍繞材料化學的科學問題開展工作。化學獎頒給鋰電池研發者，將極大推動化學學科和相關交織學科的發展。

其實，這次獲獎的原創成果要追溯到20世紀70年代，他們三個人開創了鋰電池從基礎研究到產業化的路徑。

古迪納夫和威廷漢都在鋰電池正極材料方面做過基礎研究。威廷漢指出二硫化鈦(TiS2)是能作為正極的新一代固體材料，古迪納夫及其團隊聲明鈷酸鋰(LiCoO2)能成為鋰離子電池的正極材料，而吉野彰與其同事則使用聚乙炔(polyacetylene)作為鋰電池負極材料，并取得了成功。1985年，吉野彰利用鈷酸鋰和聚乙炔分別作為正極和負極，制造出了第一塊現代鋰電池，并于1991年投入市場使用。

事實上，5年前我就在想，鋰電池應當獲獎了。它從基礎研究到產業，對現代人類社會的信息化、移動化、智能化都起了很大的作用。陳軍說。

足夠好有多好?

古迪納夫以97歲的高齡，成為了年紀最大的諾獎獲得者。由于自己的英文名字，他在中國被大家親切地稱為足夠好先生。不過大家好奇的是，足夠好先生好在哪里?

中科院化學研究所研究員辛森于2015年8月中旬赴得州大學奧斯汀分校，今年5月回國，期間一直在古迪納夫的試驗室做博士后。我們的每一篇文章都是他親手改的，我還有他的手稿。改完之后，他會決定投哪一個雜志，會給你提議，但最終他會聽取你的意見。他是思想開明的導師。

我們組的研究特征是偏實用化，但仍以基礎研究為主。古迪納夫平時只要沒事，就會出今朝辦公室。辛森說。

在辛森的印象中，大家可以隨時找古迪納夫聊天，每個跟他相處的人都會覺得非常愉快。

他對博士后沒有特別多的要求，就是希望大家把日子過好、把學業做好。辛森說。

2008年，第十四屆國際鋰離子電池會議在天津舉辦，剛回國不久的陳軍作為大會秘書，負責接待威廷漢。在他的印象中，威廷漢為人和藹，喜歡中國美食，愛吃咕咾肉;在學術上，他對鋰離子電池有無窮的興致。

我在日本時，曾做過二硫化鉬(MoS2)儲氫的研究，回國后開展TiS2儲鎂研究。當我跟他提起TiS2，威廷漢眼睛一亮，跟我說了很多當初儲鋰的相關科研內容，還跟我談了TiS2作為正極固體材料沒有產業化的原由。陳軍說。

中國航天科技集團上海空間電源研究所研究員、副總工程師湯衛平與吉野彰的交流相對較多。這位打眼看上去并不起眼的老人，對研發工作常常說的一句話就是，思路要柔軟，工作要執著。

2017年，吉野彰來上海參加一次學術會議，感嘆中國車用鋰離子電池發展之迅猛。同時，他表示：盡管技術變化多端，但與之相對應的科學研究并非一日之功，在快慢之間尋求平衡與沖破才是科技的真正要義。

我想，除了他們的智慧外，執著是三位身上都具備的品質。古迪納夫今年97歲，吉野彰今年71歲，都還堅持在科研第一線。湯衛平說。

將來路在何方?

這次諾貝爾化學獎花落鋰離子電池，無異于為相關的研究人員打了一針強心劑。

陳軍說：鋰離子電池的基礎研究，國際上公認美國領先，日本產業化做得最好。這些年中國培養了一批從基礎研究到產業化開發的人才，整體水平也步入國際先進行列。

武漢大學化學與分子科學學院教授曹余良認為，我國鋰離子電池產業規模世界最大，將來中國鋰離子發展的重點應是要怎么樣把技術做得更好、產業做得更完善。

陳軍表示，鋰離子電池的研究核心是正極、負極材料以及隔膜，它正朝著高容量、金屬化、固態化等方向發展。

辛森說：當前，鋰離子電池能量密度要不斷往上做，相當于在有限的空間內塞入更多的鋰離子。但是，金屬鋰是堿金屬，本身化學性質很活潑，肯定會帶來一些安全上的不確定性。怎么去穩定正極和負極的化學安全性，這是鋰電池將來要處理的一個重點。

辛森表示，鋰屬于稀有金屬資源，并不具備資源優點，因此除了鋰離子電池之外，還應該做一些其他電池資源的開發，比如鈉離子電池。

客觀來講，鋰離子電池性能還沒有達到電動車和大規模儲能的要求。呼喊新的材料與體系，這也是下一步以及將來十年國內追趕的方向。陳軍說。

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