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「毅」览|电动汽车原来是逆袭上位？每一位科学家都是改变世界的“创业者”

发布时间： 2019-10-11 17:43:00

人类社会的发展离不开能源，几次工业革命的发展都依赖于储能技术的发展。今天，锂离子电池为全世界提供着电力，从智能手机到电动汽车，锂离子电池已经无处不在，它为日益机动的世界扫平了障碍。与其他商业化的可充放电池相比，锂离子电池由于其具有能量密度高、循环寿命长、工作温度范围宽和安全可靠等优点，成为了各国科学家努力研究的重要方向。北京时间10月9日，美国科学家约翰·古迪纳夫、斯坦利·惠廷汉姆和日本科学家吉野彰荣获 2019 年诺贝尔化学奖，以鼓励其开发锂离子电池的卓越贡献。

每一位科学家都是令人敬佩的“创业者”

每一位科学家的身后都曾经有过一段深藏功与名的经历，或者是他们在学界默默无闻了很久甚至不被主流认可，或者是他们的科研成果不被市场认可，难以在行业具体应用等等。诺贝尔化学奖获得者吉野彰也曾说，开发出锂电池后的起初3年都卖不出去，身心沉重、备受折磨。但是正如古迪纳夫曾说的那样，“我们有些人就像是乌龟，走得慢，一路挣扎，到了而立之年也找不着出路，但乌龟知道，他必须走下去”。

古迪纳夫教授今年97岁，是诺贝尔最年长的获奖者，被誉为锂电池之父。今年6月，他受访时称自己有两个心愿：第一是看着他最后一个博士学生毕业，第二是见证他的研究再次改变世界。而他走上物理学的道路本就充满坎坷，而研究方向选为凝聚态材料就更有些戏剧化了。

当年，古迪纳夫考上了芝加哥|体育√平台大全大学的物理系，当时是恩里克·费米在管，结果费米一上来就给新生安排了一场32小时的超级大考，每天8小时，连考4天，可怜的古迪纳夫第一次考挂了，于是又考了第二次才过，总计64小时。

选了齐纳当导师，齐纳的开场白：“现在你有两个问题。第一个问题是找到一个问题。第二个问题是把它解决掉。祝好运。”于是他选了凝聚态材料，这辈子再没离开过。
拿着军方预算做了24年的磁性材料研究，做出了最初的RAM内存所用材料，然后预算被砍，到处找下家，差点去了革命前的伊朗。
最终得到了牛津的offer，在54岁的年纪开始做电池。
57岁找到了钴酸锂材料。
但是因为之前的爆炸事故，没人愿意接这个领域，牛津甚至不愿帮忙申请专利，最终把专利送给了一个政府实验室。后来专利被索尼买走继续开发，成为了今天各种便携设备电池的基础，而古迪纳夫没有拿到钱。
后来做出的锰酸锂电池在许多电动车里使用，75岁的时候又做出了新的材料磷酸铁锂，比钴廉价得多也更稳定，常用于电动工具里。

科研工作是重复并且枯燥的，但是真正改变了世界并推动世界不断发展的，是科学家。创业亦是如此，不被理解认可会有，失败也会有，走向成功的道路既不是光明也不会是平坦的，需要不断努力、不断创新、不断突破。而正是科学家身上对“科技改变世界”的执着追求使得一代又一代的人类更好地生存、繁衍。

锂电池诞生前的电动汽车

说一个冷知识，电动汽车的发明其实比内燃机汽车更早，直到1912年在市场份额上还占有优势。

但是后来，由于电池技术进步缓慢而被历史淘汰，正常来说，一项技术路线被淘汰后，永无出头之日，例如液晶电视VS等离子电视。电动汽车之所以能够在百年之后重返舞台，正是因为锂离子电池发展史上英雄人物辈出，奇思妙想的划时代技术突破，力挽狂澜地给电动汽车续上了命。

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在三位获奖人中，惠廷汉姆从原理设计开始，并发明了第一个锂(金属)-TiS2电池。此时，锂金属电池面临着一大危机：枝晶。在充放电循环中，锂在电场强度较大的尖端快速沉积，这一正反馈过程将会形成尖锐的枝晶，甚至可能导致内部短路而爆炸。

古迪纳夫后来发现了钴酸锂和磷酸铁锂等一系列电极材料，减少了枝晶短路的可能，进而大幅提升锂离子电池的稳定性。吉野彰结合了石油焦电极，进一步减少了枝晶的影响，将充放电循环增加到数百次，而性能没有明显下降，最终制造出了第一个商业化的可充电锂离子电池。

推动汽车电动化的其他人物/公司

从历史的角度看，锂离子电池的发展光靠科研也不行，还必须依赖产业。推动汽车电动化的关键人物有：

本田宗一郎：本田汽车创始人，上世纪70年代，在加州空气资源委员会推行清洁空气法案被通用汽车阻挠的时候，发明新型燃烧室技术帮助加州证明法案的合理性，使得排放法案得以继续推行。
姊川文彦：东京电力高管，21世纪初，在美日汽车行业均不看好的环境下，联合三菱汽车与斯巴鲁汽车推行电动车计划，间接促使日产推出聆风电动汽车。
伊隆马斯克：与日产聆风几乎同时，用大规模的松下18650电池成功造出市场欢迎的电动汽车。

推动锂离子电池商用的关键公司：索尼。1991年，索尼发布了第一个商用锂离子电池，后来被广泛地用在相机、手机中。锂离子电池助力了消费电子行业，改变了整个世界；反过来，消费电子行业的巨大市场，也大大助力了锂离子电池技术与产业的迅速发展。如果没有消费电子的助推，在21世纪初的时候，也许根本找不到可以达到电动汽车应用标准的锂离子电池——消费电子行业助力锂离子电池从1进不到10，电动汽车行业才有机会在此基础上继续推进。对电动汽车的发展来说，索尼功不可没。可悲的是，现在锂电行业已没有索尼的身影：索尼总是超前地做出惊艳的产品与技术，但无法坚持到吃到胜利果实的一天。

在汽车的自动驾驶、智能互联与电力驱动三个趋势中，电力驱动技术给人心理上的冲击，也许没有自动驾驶那么大，乍一看甚至显得不算是“划时代”的突破。但如果站在历史的长周期角度来看，锂电池发展史，是人类不断追求可充电电池理论极限的科技史。电力驱动的锂离子电池关键技术的崛起，依赖于科研界与产业界的共同创新，过程中英雄故事数不胜数，才在极端不利的情形下帮助电动汽车百年之后重返历史舞台。这简直就是一个奇迹。古迪纳夫目前正在研制一种希望能够存储风能和太阳能的超级电池，要足以让电动汽车和内燃机汽车真正匹敌。

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拿着军方预算做了24年的磁性材料研究，做出了最初的RAM内存所用材料，然后预算被砍，到处找下家，差点去了革命前的伊朗。
最终得到了牛津的offer，在54岁的年纪开始做电池。
57岁找到了钴酸锂材料。
但是因为之前的爆炸事故，没人愿意接这个领域，牛津甚至不愿帮忙申请专利，最终把专利送给了一个政府实验室。后来专利被索尼买走继续开发，成为了今天各种便携设备电池的基础，而古迪纳夫没有拿到钱。
后来做出的锰酸锂电池在许多电动车里使用，75岁的时候又做出了新的材料磷酸铁锂，比钴廉价得多也更稳定，常用于电动工具里。

锂电池诞生前的电动汽车

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推动汽车电动化的其他人物/公司

从历史的角度看，锂离子电池的发展光靠科研也不行，还必须依赖产业。推动汽车电动化的关键人物有：

本田宗一郎：本田汽车创始人，上世纪70年代，在加州空气资源委员会推行清洁空气法案被通用汽车阻挠的时候，发明新型燃烧室技术帮助加州证明法案的合理性，使得排放法案得以继续推行。
姊川文彦：东京电力高管，21世纪初，在美日汽车行业均不看好的环境下，联合三菱汽车与斯巴鲁汽车推行电动车计划，间接促使日产推出聆风电动汽车。
伊隆马斯克：与日产聆风几乎同时，用大规模的松下18650电池成功造出市场欢迎的电动汽车。

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