宋杰与导师古迪纳夫在一起。（图片由宋杰提供）
■记者 谭明
10月9日，2019年诺贝尔化学奖揭晓。美国固体物理学家约翰·巴尼斯特·古迪纳夫（John B. Goodenough）、英裔美国化学家斯坦利·威廷汉（Stanley Whittingham）和日本化学家吉野彰（Akira Yoshino）3人分享了今年度诺贝尔化学奖。其中约翰·巴尼斯特·古迪纳夫今年已是97岁高龄。有趣的是，我市金富力新能源股份有限公司首席科学家宋杰恰好就是他的弟子。
日前，记者在位于常德经开区的金富力新能源股份有限公司见到了宋杰，和他一起畅聊了一番他的导师古迪纳夫以及锂电池。
（一）
宋杰毕业于厦门大学化学系电化学专业，是厦门大学理学博士。2010年，他进入美国得克萨斯州立大学奥斯汀分校做博士后研究，古迪纳夫正是他的合作导师。
宋杰告诉记者，古迪纳夫1922年7月出生，1943年毕业于耶鲁大学，获得数学学士学位。毕业后进入美国空军，从事计算工作。二战结束后，他作为老兵复员，进入芝加哥大学学习，获得芝加哥大学物理学博士学位。毕业后，他进入了林肯实验室工作，在这里，他为数字计算机的随机存取存储器（RAM）的开发奠定了基础。
上世纪70年代中期，他进入牛津大学，担任教授和无机化学实验室负责人。“也就是在这里，他发现了钴酸锂材料的高密度能量储存价值。”宋杰说，古迪纳夫是锂电池的“开山鼻祖”，不过在当时，他的理论的商业价值并没有引起广泛关注。直到上世纪80年代末期，日本索尼公司将钴酸锂跟石墨负极做成了锂离子电池，锂离子电池的价值才凸显出来。“这项工作是日本化学家吉野彰基于古迪纳夫的理论与发现完成的。”
宋杰说，古迪纳夫在上世纪80年代中期离开牛津大学，来到美国得克萨斯州立大学奥斯汀分校工作至今。在他的印象里，古迪纳夫是一位简朴、随和、为人低调的科学家。“他是美国科学院院士、工程院院士，却没有一点架子，在他的组里，只要有想法，都会得到他的大力支持。”
（二）
宋杰说，锂电池的出现，把能源变成了可便携的能源，为之后电子数码、电动汽车等产品的飞速发展提供了可能，并因此改变了人类的生活方式。“所以，此次诺奖对古迪纳夫的颁奖词就谈到，他‘创造了一个可充电的世界’。”
宋杰说，此次3位科学家因“锂电池”而获得诺奖，是对他们科学研究的肯定，也是对“锂电池”本身的肯定。近年来，数码技术高速发展，锂电池的应用也是功不可没，电动新能源汽车，更是得益于锂电池技术的发展。“在全球环境问题紧迫的当下，动力电池应用于电动汽车，对缓解这一问题起到了很大的作用。”
宋杰坦言，确实有人质疑电动汽车运用对环境的改善功效问题。有研究机构对电动汽车进行了从采矿到材料到电池再到应用和回收的全寿命碳排放研究，得出的结论是碳排放与燃油车没有太大的差别。“但是，这是基于火电等矿物能源发电的结论，如果是风电、水电、光伏等清洁电源呢？不仅如此，电动汽车的优势还有排放转移，消减了污染物的集中排放，更有利于改善人居环境。”
宋杰说，至于公众所担心的废电池污染，其实只要建立完备的回收机制，污染就可以降到最低。“电池，尤其是动力电池，原材料回收价值相当高，有较大的经济驱动力。目前这方面的工作正在进行。”
（三）
宋杰2010年进入古迪纳夫的科研团队时，古迪纳夫仍然在进行电池材料的研究。“他近阶段主攻的是固态电解质的研究。”宋杰说，现在电池使用的是液态电解质，比固态电解质安全性能低。“此前发生的某品牌手机爆炸、某电动汽车事故后爆燃，都与液态电解质有关。”
宋杰告诉记者，如果解决了固态电解质的问题，电池的安全性就会上一个台阶。“相较于液态电解质，固态电解质的离子电导率偏低。找到更合适的材料，解决固态电解质离子电导率的问题，是古迪纳夫目前的研究方向。”
宋杰说，目前对电池的研究，除了安全性外，还有能量储存密度以及快充的问题。“其实落脚点依然是安全，要在快充和高储存密度的情况下，确保电池以及充电设备、电网的安全。”
2014年，宋杰在古迪纳夫科研团队的博士后研究结束，他前往麻省理工学院做访问科学家。2019年回国后，宋杰成为湖南金富力新能源股份有限公司的首席科学家。这些年，他在电池正极材料的研究上也取得了一些成就，发表了多篇高质量研究论文，拥有多项中、美发明专利，还参与编写了固态电池手册（第二版）。
“金富力公司从事的是锂电池正极材料研发、生产及销售，我们的主要产品是镍钴锰酸锂三元正极材料，主要应用在动力电池、数码电池、储能电池等领域。”宋杰介绍，公司主要的客户包括比亚迪、银隆新能源、塔菲尔、哈尔滨光宇等企业。“目前，公司发展态势良好，正准备登陆中国资本市场。”
