▲美、英、日3位學者分別在鋰電池領域作出貢獻，同享諾貝爾化學獎殊榮。（圖／翻攝自推特／The Nobel Prize）
記者王致凱／綜合報導
如果你正用手機、平板或筆電瀏覽這篇文章，你該謝謝這3位科學家。諾貝爾化學獎9日揭曉，由美國「鋰電池之父」古迪納夫（John B. Goodenough）、英國學者惠廷厄姆（M. Stanley Whittingham）和日本學者吉野彰（Akira Yoshino）共同獲得，以表彰他們在鋰電池領域做出的貢獻。事實上，鋰電池的改進之所以重要，在於它完全改變了人類的生活方式，而假如沒有這些科學家，我們每天不離身的手機，可能只是個隨時會爆炸的炸彈。
▼以智慧型手機為代表，鋰電池的應用已經徹底改變人類生活方式。（圖／記者林敬旻攝）
清華大學化學系主任林俊成說，古迪納夫目前為德州大學奧斯汀分校機械工程與材料科學教授，被學術界尊稱為「鋰電池之父」；惠廷厄姆則是在1970年代初期開發全球第一塊功能齊全的鋰電池，吉野彰是現代含鋰鹼性鋰離子電池（LIB）發明者，曾獲工程學界最高榮譽全球能源獎。
中央研究院化學研究所研究員顏宏儒也說，此次獲獎的三位學者其實不曾一同合作過研究，但他們在不同階段對鋰電池的研究，累積為鋰電池技術的重大突破。顏宏儒說惠廷厄姆早在1970年代就研發出全球第一款可充電電池，但當時受限於材料太貴，無法商業化，隨著古迪納夫在1980年代研發新材料，吉野彰隨後延續古迪納夫的研究，將陰陽兩極的電池特性使用在鋰電池上。
大陸科普作家「圓的方塊」過去曾在文章中提到，在1970年代後期，剛問世的鋰電池因為能儲存更多電能，因此頗受市場青睞，最早期的「大哥大」手提電話用得就是這種電池，技術掌握在加拿大公司Moli Energy手中。那時候，世界才剛剛一腳踏入電子產品的時代，世界各地卻傳出電池莫名起火爆炸的消息，人們逐漸發現鋰電池有著重大安全疑慮。
原來，鋰是最活潑的元素之一，金屬鋰非常容易燃燒，甚至跟氮氣也能起反應，因此只要生產組裝過程中稍有不慎，就有可能因為接觸空氣而燃燒。此外，因為動力學等因素，鋰的金屬表面會生成一些名叫「枝晶」的晶體，這些枝晶會隨著電池使用越長越大，最終會刺破電池正負極之間的隔膜，導致電池短路自燃。
日本NEC收購Moli Energy後，苦於解決問題，因為不論如何改善生產、組裝工藝，枝晶問題仍然無法完全解決。此時，正在英國牛津大學研究的古迪納夫研究出一種全新材料——鈷酸鋰，徹底改變這個世界。
▼從手機到電動車，現代科技與鋰電池息息相關。（圖／記者游鎧丞攝）
鈷酸鋰能夠提高電池的電壓，進而提高電量，更重要得是，鈷酸鋰對空氣不敏感，也改善了枝晶問題，大大提高鋰電池的安全性。1980年代，日本Sony公司開發出用作鋰電池負極的石墨，卻苦於沒有適合的正極與之匹配，正好與古迪納夫的鈷酸鋰一拍即合。很快，全新的可充電鋰電池問世。
由於不含有純鋰金屬，因此鈷酸鋰電池不但安全，而且性能強勁，一問世就受歡迎，幫助Sony成為當時的業界領導者，時年58歲的古迪納夫也一時之間聲名大噪。然而，鈷酸鋰電池雖然優點多，但仍然不是完美的電池，理由是這種電池在長期使用後性能衰退太大，加上鈷元素本就是一種稀有資源，不斷增加的市場需求使鈷酸鋰變得太過昂貴。
直到1997年，當時已高齡75歲的古迪納夫再次「震動世界」。這次，他拿出一種名叫磷酸鐵鋰（LiFePO4、LFP）的材料，這種材料最大的優點在於，鐵和磷都是非常便宜的元素，價格低廉，雖然其儲存電能的能力比鈷酸鋰差了一點，但優秀的穩定性和性價比仍再一次吸引業界的目光。
▼古迪納夫2013年獲時任美國總統歐巴馬頒發美國國家科學獎章。（圖／達志影像／美聯社）
現在市面上的鋰電池，大多仍延續古迪納夫當初設計的電池架構，顯示其性能優異程度，而古迪納夫先後開發出鈷酸鋰和磷酸鐵鋰，稱他為「鋰電池之父」當之無愧。
不過，古迪納夫並未止步於此，為了徹底解決鋰電池的枝晶問題，以及電解液易燃易爆的缺點，古迪納夫毅然決然投入下一項研究中，也就是「全固態電池」，此時他已經高齡90歲。2019年，已經97歲的古迪納夫獲得諾貝爾化學獎肯定，不但實至名歸，也創下最年長得獎人紀錄。
儘管已經年近百歲，熱愛研究的古迪納夫至今仍每天工作。他接受媒體訪問時幽默的說，他很高興沒有在65歲遭強迫退休，「這樣我就有額外的33年時間用來工作」。
▼諾貝爾獎宣布後，古迪納夫接受媒體採訪。儘管高齡97歲，他仍然每天進行研究工作。（圖／達志影像／美聯社）
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