上班用电脑，下班玩手机，出行开电车，拍照使相机，这些场景几乎是很多现代年轻人的生活方式。不过，仔细想想使用到的这些工具，会发现它们当中有一个共同的特点，都需要使用锂电池来驱动。这时，就必须要提到一位教授，是这位教授的研究发现，才让锂离子充电电池可以在今天大放异彩，让很多工具做到小型甚至微型，同时也让汽车的电动化成为可能。这位教授就是“锂电之父”—约翰·班尼斯特·古迪纳夫（John Bannister Goodenough）。

灰暗的童年时光

1922年7月25日，古迪纳夫在美国纽黑文市出生，他的父亲埃尔温是耶鲁大学宗教史的学者，家庭条件相对富足。按理来说，古迪纳夫的童年应该充满了快乐与温暖，然而，古迪纳夫的父母关系极其不好，他曾经形容父母关系是“一场灾难”，对孩子而言，这样的家庭自然会延伸出冷暴力。

家庭温暖的缺失，在古迪纳夫幼小的内心中留下了阴影。他在后来的自传中曾提到对自己人生产生影响的人，其中包括兄弟姐妹，一位家庭佣人，很久以前的邻居，甚至还有一只叫做麦克的狗。这其中并没有他的父母，甚至连他们的名字都没有被提及，很显然，古迪纳夫对自己的父母非常失望。

在十二岁的时候，古迪纳夫被送到马萨诸塞州私立寄宿学校格罗顿，童年从未感受过家庭温暖的他，在与同学老师交往的过程中自然缺少应有的自信。面对住宿环境下的一切，他似乎都有些适应不了，多层原因的重叠，让古迪纳夫患上了短暂的阅读障碍。由于没有得到很好的治疗，使得他无法继续在格罗顿读书、上课，甚至在教堂中做礼拜都无法正常进行。

不过，在古迪纳夫身上，即使无法通过学习课本获取知识，也有另外的途径扩充自身见识。古迪纳夫开始在丛林中探险，并且对动植物进行观察，通过户外实践，他对这个世界有了更深的认识。

“学霸附体”的大学生活

尽管在幼时曾经因为无法正常阅读而中断学业，但几年之后，“学霸附体”的古迪纳夫顺利考入了世界一流大学—耶鲁大学。然而并不像我们想象的那样，古迪纳夫是因选择化学专业，并且持之以恒的进行实验研究，最后凭借不断努力终于发现了锂离子的奥秘，从而名声大噪。如果古迪纳夫的学习生涯是这样的话，又如何能体现出他“学霸附体”的一面呢？

耶鲁大学

不要猜了，猜不对的。因为古迪纳夫在大学时学习的专业是古典文学，纯文科专业，不要说是化学、物理学科了，连数学都不沾边。古迪纳夫在学习的过程中，又对哲学产生了兴趣，于是又跑去攻读了哲学。后来，为了凑学分，他选修了两门化学课程，这才和之后的研究理论有了一丝关系。不过，古迪纳夫的学位既不是文学学位，也不是哲学，而是数学学位，这是因为在大学期间，一位数学教授认为他天赋异禀，非常适合学习数学，经不住夸奖的古迪纳夫于是又转向了数学的“怀抱”，并且最终以班级最优异的成绩毕业，获得了数学学士学位。

其实，这一篇幅的主要目的是告诉大家，不要为自己的偏科找借口，真正的学霸不仅不偏科，而且科科都强，学啥啥强。

幸运加持 实现梦想

1943年，古迪纳夫从耶鲁大学毕业，当时的世界正被“第二次世界大战”的阴霾所笼罩。没有犹豫，古迪纳夫投笔从戎，毅然加入了美国空军，以气象专家的身份进入到美国陆军航空部队进行工作。

《Science and the Modern World》

在服兵役期间，一本Whitehead的著作《Science and the Modern World》（《科学与现代世界》）成为了他的枕边物。其实早在大学期间，古迪纳夫就被科学哲学所吸引，然而受当时的条件限制，他并没有攻读物理课题。不过这本科学读物却一直激励他不放弃学习物理的梦想。

有梦想的人，老天都会眷顾。1948年，当时作为服役于葡萄牙沿岸亚速尔群岛上尉的他收到一份调任电报，目的地是华盛顿特区，这是由美国政府出资，选派21名军人深造的计划。当然，参加二战这么多大学生，可以作为二十一分之一的幸运儿自然离不开贵人相助，他的入选，是因为耶鲁大学的一位教授的推荐。这也让古迪纳夫有了一个改变命运的学习机会，古迪纳夫在自传中曾写道，我永远欠着迈尔斯教授一个人情。

芝加哥大学

借着这个幸运的机会及在军营中培养出对物理的浓厚兴趣，他果断选择了芝加哥大学物理系，师从大名鼎鼎的齐纳二极管的发明人、诺贝尔奖获得者Clarence Zener。

1952年，古迪纳夫获得固态物理博士学位，并在之后进入麻省理工学院林肯实验室，研究内存的材料物理研究，这是他第一次接触到锂离子在固体中的迁移，随后又开始固态陶瓷的基础研究。

牛津大学

第二个幸运的机会发生在1976年，当时的牛津大学渴求一位能够讲授无机化学并管理实验室的教授，古迪纳夫再次出人意料的被选中，尽管他并不是化学家，甚至也只是在本科期间完成了两门大学化学课程，但是幸运就是喜欢眷顾他。进入牛津大学任教的古迪纳夫同时兼任无机化学研究负责人，展开对固体化学的研究，主要研究可用于能量转换的新材料。

享誉世界的发明

在古迪纳夫去牛津大学时，英国化学家Whittingham宣布在电池方面取得了巨大的突破。Whittingham发现了一种以层状材料制造电极的的方法，可以将锂离子存储在钛硫化物的片层内。说简单一些就是，锂离子可以从一个电极穿梭到另一个电极，由此可以形成可充电电池，并且可以在室温下工作。要知道，当时的消费电子产品使用的电池，化学过程还是不可充电的锌—碳机理。虽然当时另外一种常见的铅酸电池对于汽车来说笨重一些也无妨，但若放到小型设备上那简直就是灾难。所以，对于小型设备来说，Whittingham的发现同时实现了可充电和轻便的优点，也算是为小型设备的发展打开了新的世界。

然而，世间万物都不可能完美，Whittingham的这一发明在安全性上并不可靠。驱动锂电池的这种电化学反应同样也可以使它们发生爆炸。一旦过充，电芯就会被点燃，并在还没有感知前就喷溅火花。即便遵照安全的设定并使用其他的元素（除了锂之外的碱土金属），结果并不会好多少。

当时的古迪纳夫认为自己可以发明出一款比Whittingham发明的更趋完美的电池，至少不会因为安全性而使人不可接受。有这样的自信得益于在麻省理工学院的日子中，古迪纳夫与金属氧化物密切接触过，据他判断，氧化物可以让电池在更高的电压下进行充电和放电，根据物理学原理，这种电池会产生更多的电量，并且挥发性会更小。

有了这样的想法后，古迪纳夫在自己的实验室中与助理开始研究在何种电位下，锂离子可以从那些氧化物中脱出，并且会从这种氧化物原子结构中能够脱出多少锂。经过无数次的实验与对比研究，他们得出答案，在材料失效之前，有大约一半的锂可以在4伏（vs Li/Li+）左右脱出阴极。对于动力型、可充电的电池来说，这足够了。在他们测试的所有氧化物中，他们发现，钴是目前最好也最稳定的。

古迪纳夫与牛津大学同事合影（前排左数第二位）

在古迪纳夫抵达牛津四年后的1980年，钴酸锂的拼图最终完成。它是第一个具有容量的锂离子阴极，当安装在电池中时，它能够为紧凑型和相对较大的器件供电，单就这一点就使其远远优于市场上的任何同类。由它配套的电池可以产出多达任何室温可充电电池两到三倍的能量，而这种电池可以被做的更小并输出相同或更好的性能。

众所周知，电池都有正负极，正负极采用不同的化学材料，产生的化学反应会使得带电粒子进行移动，从而产生电流。古迪纳夫研究出的钴酸锂阴极是一种正极材料，需要一种可靠的负极材料作为电池的阳极才可以将这一研究成果真正实现商用化。术业有专攻，负极材料的研究显然不是古迪纳夫的长项，这让他犯了愁。

英国皇家化学会在古迪纳夫当年实验室外竖起的牌匾，纪念钴酸锂的发现

同样犯愁的还有来自日本索尼公司的化学家，时间正好也在1980年，他们研发出了锂电池可用的石墨负极材料，但是却苦于没有合适的正极材料进行匹配。世间事物就是这么巧合，同样的年份，正好互补的研究发现，让电池的正负极材料跨越大西洋合并，可充电的锂电池即将闪耀全世界。很快，索尼将钴酸锂和石墨结合，开发出了全新的可充电锂电池。这种锂电池一经问世，立刻受到市场欢迎，古迪纳夫因此名声大噪。

生命不息 研究不止

名声大噪的古迪纳夫并没有因此停下研究的脚步，随着时间的推移，技术的突破，钴酸锂结构不稳定的问题日益显露，逐渐无法满足市场需求，市场急需替代产品的出现。

在普通人看来，一辈子能有一次享誉世界的发明就已经很了不起，然而这样的定论并不适合这位有幸运加持的“学霸”。没错，又是他，古迪纳夫在1983年的研究中发现，锰尖金石是优良的正极材料，具有低价、稳定、优良的导电和导锂性能，分解温度高，且氧化性远低于钴酸锂，即使出现短路、过充电，也能够有效避免燃烧、爆炸的危险，可以大大提高锂电池的安全性。

研究的脚步一旦迈开便无法停止。1986年，古迪纳夫担任美国德州大学奥斯汀分校机电工程学院的终身教授，并参与研发固体氧化物燃料电池的新型电解质和电极材料。1997年，已经75岁高龄的古迪纳夫又开发出低成本的磷酸铁锂正极材料，加快了充电锂电池的商业化。二十二年之后的今天，我国仍然有近40%的汽车动力电池在使用磷酸铁锂作为正极材料，虽然磷酸铁锂材料电池的市场份额不断被三元锂电池所蚕食，但就其原理来说，三元锂电池的性能提升并没有实现质的飞跃，甚至在安全性上远低于磷酸铁锂电池。

正是因为目前世界范围内仍然找不出合适的替代产品，这位已经97岁高龄的老爷子又出山了，为了提高动力电池的安全性和稳定性，古迪纳夫已经投入到全固态电池的研究工作中。在去年的一次受访中，古迪纳夫曾说“我想解决汽车的问题，我想让汽车尾气从全世界的高速公路上消失。我希望死前能看到这一天，我今年 96 岁，还有时间。”

是的，还有时间。从阅读障碍的患者，到全能型的“学霸”，从退伍的老兵，到伟大的发明家，正如他发明的正极电池材料那样，这位如今97岁的老人用近百年的时间为世界诉说了一段颇具正能量的传奇故事。作为己亥猪年的第一篇文章，在致敬这位老人的同时，也希望给各位读者带来一些正能量，生命不息，奋斗不止，勇于追求梦想的人一定会成功。