回顧過去六七十年間的科技飛躍：脊髓灰質(zhì)炎疫苗，宇宙飛船，阿帕網(wǎng)（互聯(lián)網(wǎng)前身）等等。除了這些，還有兩項(xiàng)發(fā)明對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展影響深遠(yuǎn)。如果沒有這項(xiàng)發(fā)明，世界各地人們的生活都將完全不同。

　　第一項(xiàng)重大發(fā)明是1947年誕生于貝爾實(shí)驗(yàn)室的晶體管。它的出現(xiàn)改變了電子產(chǎn)品，奠定了全球經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)代文明的基礎(chǔ)。第二項(xiàng)發(fā)明是鋰電池。1991年索尼公司開始商業(yè)化生產(chǎn)鋰電池，隨后鋰電池產(chǎn)品逐漸取代了依賴晶體管的笨重電子設(shè)備。

　　和晶體管不同的是，盡管許多人都認(rèn)為鋰電池應(yīng)該獲諾貝爾獎(jiǎng)，它的發(fā)明者遲遲沒有得到諾獎(jiǎng)的垂青。鋰電池拓寬了晶體管的應(yīng)用范圍。如果沒有鋰電池，就不會(huì)有智能手機(jī)，平板電腦和筆記本電腦，以及你現(xiàn)在閱讀這篇文章所用的設(shè)備。當(dāng)然也不會(huì)出現(xiàn)蘋果、三星等公司。

　　1980年，57歲的物理學(xué)家 Goodenough 發(fā)明了鋰電池中最重要的部件，鈷氧化物陰極?，F(xiàn)在全世界的便攜電子設(shè)備都采用這種陰極。

　　現(xiàn)在，年過九旬的 Goodenough 先生仍每天都去德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的小辦公室上班。對(duì)此他解釋道，我的工作還沒有完成。在鈷氧化物陰極發(fā)明35年后，電動(dòng)能源汽車在價(jià)格上仍然不能與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車競(jìng)爭(zhēng)。而太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電的儲(chǔ)存成本太高，只能立即使用。我們的前景不容樂觀：雖然現(xiàn)在石油價(jià)格低廉，但根據(jù)商品價(jià)格波動(dòng)周期規(guī)律，其價(jià)格必然會(huì)上升；同時(shí)氣候變化問題也愈演愈烈。

　　簡(jiǎn)而言之，世界需要超級(jí)電池。Goodenough 說：“不然的話，我只能說未來我們將通過戰(zhàn)爭(zhēng)來爭(zhēng)奪最后的能源，全球變暖也會(huì)發(fā)展到不可控制的地步。”

　　好消息是 Goodenough 正和博士后助手們研究一個(gè)新想法。他說：“我想在去世前解決這個(gè)問題，我才九十多歲，還有時(shí)間。”

電池研究的土壤

　　電池是使帶電離子在兩個(gè)電極間定向移動(dòng)的裝置。電荷定向移動(dòng)產(chǎn)生電流供應(yīng)電器工作。

　　制作電池需要兩個(gè)電極，離子在電極之間移動(dòng)。電極之間的電解質(zhì)溶液作為離子移動(dòng)的介質(zhì)。帯負(fù)電的電極為陽(yáng)極，帯正電為陰極。當(dāng)電池放電（如為電器供電）時(shí)陽(yáng)離子從陽(yáng)極到陰極運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生電流?？沙潆婋姵卦谕饨与娫闯潆姷倪^程中，陽(yáng)離子重新回到陽(yáng)極儲(chǔ)存電能。

　　幾乎所有電池設(shè)計(jì)最后都?xì)w結(jié)到陽(yáng)極、陰極及電解質(zhì)材料的選擇。它們決定了電池的儲(chǔ)電能力和放電速度。

　　早在1859年，Gaston Planté 就發(fā)明了鉛酸電池（使用鉛電極和硫酸電解液)。二十世紀(jì)早期，使用鉛酸電池性能似乎優(yōu)于使用汽油的內(nèi)燃機(jī)汽車。內(nèi)燃機(jī)噪音很大而且很臟，啟動(dòng)時(shí)還要搖動(dòng)沉重的手柄。相比之下，電動(dòng)汽車容易操作而且安靜。然而，汽車電子打火裝置等一系列發(fā)明使內(nèi)燃機(jī)逐漸占據(jù)優(yōu)勢(shì)。幾十年來，很少人認(rèn)為電動(dòng)汽車會(huì)取代內(nèi)燃機(jī)汽車。

　　商業(yè)創(chuàng)新使用電能替代內(nèi)燃機(jī)的想法卷土重來。世界各地的研究者爭(zhēng)相研究電池，希望成為下一個(gè)福特。那時(shí)還在MIT工作的 Goodenough 說，一切突然發(fā)生了改變，電池的研究不再無聊了。這種狂熱持續(xù)到了下個(gè)十年，并隨著阿拉伯石油禁運(yùn)的影響變得越發(fā)高漲。

　　電能重新回到了舞臺(tái)，Goodenough 也加入了競(jìng)爭(zhēng)。在之后的二十年里，他發(fā)明或參與發(fā)明了現(xiàn)代電池發(fā)展中幾乎所有的主要成果。