1976年，?？松暾?qǐng)了世界上第一個(gè)鋰電池的發(fā)明專(zhuān)利，但卻沒(méi)有從中受益，因?yàn)檫@家公司沒(méi)有為這項(xiàng)偉大的發(fā)明找到任何產(chǎn)業(yè)化的價(jià)值。由于正極材料使用硫化鈦的電化學(xué)屬性極不穩(wěn)定，導(dǎo)致電池在充電過(guò)程中非常容易起火爆炸，并且在反復(fù)充放電的過(guò)程中，電池內(nèi)部材料會(huì)分解破碎，衰減極快。

不過(guò)這并不影響惠廷漢姆由此獲得極高的聲譽(yù)，并就此奠定在圈內(nèi)的江湖地位。在惠廷漢姆英年得志的時(shí)候，故事的大主角約翰·班尼斯特·古迪納夫(JohnBannisterGoodenough)先生已經(jīng)54歲了，這位30歲才畢業(yè)的物理學(xué)博士被前輩評(píng)判為不會(huì)在學(xué)界有什么前途了。

在天才輩出的科技圈，歷來(lái)都是要講天賦的。伽利略17歲發(fā)現(xiàn)鐘擺原理;牛頓20歲創(chuàng)立微積分，24歲提出萬(wàn)有引力定律;提出相對(duì)論那年愛(ài)因斯坦才26歲;創(chuàng)立并完善量子理論的時(shí)候，海森堡和費(fèi)米24歲、泡利25歲、狄拉克25歲、薛定諤是最大器晚成的，那年36歲。

30歲才拿博士，開(kāi)玩笑呢?

1976年，在麻省理工的林肯實(shí)驗(yàn)室做了若干年不算太得志的研究員之后，古迪納夫抓住一個(gè)機(jī)會(huì)去到英國(guó)，在牛津大學(xué)的無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室擔(dān)任主任。這位只修過(guò)兩門(mén)化學(xué)課程的物理學(xué)博士，沒(méi)有想到他事業(yè)真正的開(kāi)端會(huì)是在這里，更沒(méi)想到的是會(huì)是在電化學(xué)領(lǐng)域。

叁

惠廷漢姆的發(fā)明讓業(yè)界振奮，但充電燃燒和內(nèi)部粉碎又極大地困擾著他們。古迪納夫是這其中的一員，但他的思維卻超越了同行們的思維框架。

古迪納夫推斷，惠廷漢姆采用了硫化鈦?zhàn)鳛閮?chǔ)存鋰離子的正極材料，但充電時(shí)鋰離子會(huì)一直朝著負(fù)極方向轉(zhuǎn)移，當(dāng)離開(kāi)正極的鋰離子達(dá)到一定數(shù)量之時(shí)，硫化鈦正極材料會(huì)因?yàn)楸惶涂斩晕姨?，那么解決問(wèn)題的關(guān)鍵就是尋找一種更加堅(jiān)固的物質(zhì)來(lái)取代硫化鈦了。

古迪納夫?qū)⒛繕?biāo)鎖定在了金屬氧化物(大方向正確是多么的重要!)他和兩名博士后助手系統(tǒng)性地圍繞著元素周期表進(jìn)行探索，解析不同的金屬元素和氧元素的結(jié)合來(lái)查明在什么電位下鋰離子可以從這些氧化物中脫出，并且一點(diǎn)一點(diǎn)地摸索出在它們崩潰前能從其中抽出多少鋰離子。

直到1980年，也就是四年之后，古迪納夫終于確定了最佳材料是鈷，一種遍布非洲中南部的銀白色金屬。鈷和鋰的氧化物可以在4伏的電壓下支持半數(shù)的鋰離子脫出而不坍塌，這對(duì)于充電電池來(lái)說(shuō)，足夠了。

用于可充電鋰離子電池正極的鈷酸鋰，其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于當(dāng)時(shí)的任何材料，使用鈷酸鋰做正極材料的電池，是市場(chǎng)上任何同類(lèi)電池載電量的幾倍，由此人類(lèi)的電池技術(shù)終于向前邁出了實(shí)質(zhì)性的一大步。如何評(píng)價(jià)古迪納夫的歷史性貢獻(xiàn)呢?看看你的手機(jī)，還有此刻正在使用的筆記本電腦，以及你手邊有的又沒(méi)有的一切你能想到的便攜式設(shè)備，為它們提供動(dòng)力的全部都是鈷酸鋰電池。

哦對(duì)了，當(dāng)年特斯拉的第一款汽車(chē)產(chǎn)品Roadster，用的也是鈷酸鋰。

今天，鈷酸鋰電池幾乎出現(xiàn)在這個(gè)世界上幾乎所有的移動(dòng)產(chǎn)品里面，但是無(wú)論是牛津還是古迪納夫，卻都沒(méi)有從中賺得一分錢(qián)。原因是對(duì)于這項(xiàng)日后注定要改變世界的發(fā)明，牛津大學(xué)居然一點(diǎn)都不感冒。古迪納夫向牛津大學(xué)進(jìn)行專(zhuān)利申報(bào)的時(shí)候，后者認(rèn)為這只是一項(xiàng)沒(méi)有多大市場(chǎng)應(yīng)用前景的簡(jiǎn)單科研成果，甚至拒絕為其申請(qǐng)專(zhuān)利!

而古迪納夫也一向?qū)ι虡I(yè)提不起一絲興趣，但他又感覺(jué)將這項(xiàng)成果應(yīng)該會(huì)對(duì)產(chǎn)業(yè)有所用處，扔在實(shí)驗(yàn)室里落灰有點(diǎn)可惜，于是就以極低的價(jià)格將這項(xiàng)技術(shù)的版權(quán)轉(zhuǎn)售給了英國(guó)原子能科學(xué)研究中心，一家歸屬于英國(guó)原子能管理局的政府實(shí)驗(yàn)室。

古迪納夫參加過(guò)二戰(zhàn)，也許生死早已看淡，錢(qián)財(cái)名利也就更是身外之物了。當(dāng)然，這也就為他在日后陷入一系列專(zhuān)利戰(zhàn)爭(zhēng)，埋下了深深的伏筆。

頗為諷刺的是，2010年11月的時(shí)候，英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)在牛津大學(xué)當(dāng)年的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的外墻上設(shè)立了一塊藍(lán)色牌匾，紀(jì)念這里為電池事業(yè)作出的偉大貢獻(xiàn)，古迪納夫排在第一位。

如果沒(méi)有鈷酸鋰會(huì)怎樣?舉個(gè)最簡(jiǎn)單不過(guò)的例子，還記得上個(gè)世紀(jì)80年代中國(guó)第一批土豪手里握著的大哥大吧，那像一塊板磚一樣的手機(jī)為什么會(huì)那么大那么重?就是因?yàn)闆](méi)有用到鈷酸鋰。為什么在80年代鈷酸鋰電池沒(méi)有被迅速地產(chǎn)業(yè)化，這是因?yàn)檫€有一個(gè)亟待解決的問(wèn)題：電池負(fù)極。

當(dāng)時(shí)鋰電池的負(fù)極材料使用的還是鋰金屬，用鋰金屬作負(fù)極的電池可以提供相當(dāng)高的能量密度。但是這種鋰電池又存在著很大的問(wèn)題，一來(lái)金屬鋰會(huì)和有機(jī)電解液發(fā)生反應(yīng)，使負(fù)極材料逐漸粉末化直至最終失去活性，二來(lái)電池在充放電過(guò)程中內(nèi)部會(huì)生長(zhǎng)出鋰枝晶，從而有可能刺穿隔膜導(dǎo)致電池發(fā)生短路甚至燃燒爆炸。

在鈷酸鋰誕生之后的十年之間里，鋰離子電池發(fā)展進(jìn)程異常緩慢最主要原因就是沒(méi)有找到合適的負(fù)極材料。有研究人員試圖通過(guò)使用鋰和其它金屬的合金或者化合物來(lái)代替金屬鋰，但是發(fā)現(xiàn)在充放電循環(huán)中鋰合金會(huì)發(fā)生體積變化導(dǎo)致電池容量很快衰減。

問(wèn)題非常棘手，日本人，該你們上場(chǎng)了。

日本的電子電器業(yè)巨頭索尼公司同樣對(duì)電池技術(shù)保持著極大的興趣，從80年代就開(kāi)始著手研發(fā)布局，并密切關(guān)注全球動(dòng)態(tài)。沒(méi)有資料顯示索尼是何時(shí)從何人手中拿到鈷酸鋰這項(xiàng)技術(shù)的，但可以確定的是這項(xiàng)被英國(guó)人束之高閣的技術(shù)在日本人那里卻如同至寶。

這一頁(yè)將被寫(xiě)進(jìn)歷史：1991年索尼發(fā)布了人類(lèi)歷史上第一個(gè)商用鋰離子電池，這家公司把幾節(jié)鈷酸鋰18650圓柱形鋰電池裝進(jìn)最新款的CCD-TR1攝像機(jī)里的時(shí)候，整個(gè)世界的消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品的面貌從此將被徹底改寫(xiě)。

做出了決定性貢獻(xiàn)的是吉野彰(AkiraYoshino)，他開(kāi)創(chuàng)性的用碳(石墨)代替金屬鋰作為鋰電池的負(fù)極，結(jié)合鈷酸鋰正極，從根本上改善了鋰電池的容量、循環(huán)壽命，以及降低了成本，為鋰電池的成功產(chǎn)業(yè)化助推了最后一把力。

題外話(huà)，80年代末和索尼就鋰電池商業(yè)化展開(kāi)激烈競(jìng)爭(zhēng)的是另一家日本化學(xué)和材料巨頭旭化成公司，只可惜晚了一步。但在1992年，旭化成就和東芝成立了合資公司，開(kāi)辟了鋰電池業(yè)務(wù)。