数十年来，研究人员一直难以在电池中安全使用性能强大但易燃的金属锂。如今，94岁的锂离子电池之父约翰·古迪纳夫声称取得了一项重大突破，提出了一种新颖的解决方案。
如果这一方案经得起验证，这项发明或可让电动汽车在标价上与传统汽车竞争。这一看似难以置信的解决方案见于一篇新论文，由古迪纳夫与另外三位合著者共同撰写，已引起顶尖科学和科技刊物的浓厚兴趣。他估计，该方案的储能量可能是目前标准锂离子电池的五至十倍。这足以让谷歌的埃里克·施密特在推特上谈论它。
然而，其他顶尖电池研究人员对古迪纳夫的说法持怀疑态度，甚至感到困惑。他们表示，要让这项发明按所述方式发挥作用，很可能就得违背热力学定律；该定律指出，永动是不可能的。一个半多世纪以来，这一定律一直是电池科学的基本原理。
古迪纳夫漫长的职业生涯塑造了现代电池产业。研究人员相信他的测量结果准确无误。但古迪纳夫团队之外似乎无人理解他的新概念。电池界不愿公开质疑这篇论文，但有些人几乎说出了质疑的话。普林斯顿大学教授丹尼尔·斯泰因加特对《Quartz》说：“如果发表这篇论文的人不是古迪纳夫，我会……嗯，很难找到一个礼貌的词来形容。”
古迪纳夫没有回复电子邮件。但在一份发布的声明中，他通过自己担任工程学讲席教授的得克萨斯大学表示：“我们相信，我们的发现解决了当今电池固有的许多问题。成本、安全性、能量密度、充放电速率和循环寿命，都是推动电动汽车得到更广泛采用的关键因素。”此外，这篇论文的第一作者海伦娜·布拉加在电子邮件往来中坚称，团队的说法成立。
古迪纳夫在电池领域举足轻重
近四十年来，古迪纳夫一直主导着先进电池领域。若有人能最终实现突破，让汽车和电网能够以低成本储存电力，那很可能就是他。古迪纳夫发明了这块电池的核心部件，而它几乎可以肯定正在为你阅读本文所用的设备供电。这就是氧化钴锂正极，发明于1980年，索尼于1991年将其推向市场。古迪纳夫的实验室一次又一次取得重大突破，印证了他的才华。
尽管如此，电池技术仍有不足。电池技术落后或许是电动汽车实现大规模生产的最大障碍。电池成本过高、充电耗时太长，而且无法让驾驶者行驶足够远的距离。
因此，古迪纳夫及其团队发表于《能源与环境科学》的新论文引发了热议。得克萨斯大学2月28日发布的一则消息称，研究团队找到了将纯金属锂或钠制成的电极——即负极——集成到电池中的方法。由于锂和钠具有较高的能量潜力，数十年来，使用它们一直是研究目标。关键之一是用玻璃作为电解质。电解质连接电池的两个电极，并促使离子往来传递，从而产生电力。
古迪纳夫报告称，他的新电池在一种情况下实现了能量密度——即储存能量的多少——提高10倍，在另一种情况下提高3倍。在一项实验中，古迪纳夫估计，其能量密度是目前锂离子电池最佳水平的30倍；后者为每千克8,500瓦时。此外，这一成果并未使用稀有材料，而是采用了廉价的钠和硫。这意味着，区别于许多其他已报道的电池突破，这项成果确实可能用于价格面向大众的汽车。
尽管如此，这篇论文仍让电池研究人员困惑不已
让一些电池界人士摸不着头脑的，是论文中没有说明的内容。古迪纳夫的新发明究竟如何储存能量？已知的物理规律表明，要从电池中获得能量，两个相对电极中的不同材料必须产生不同的电化学反应。这种差异会产生电压，从而储存能量。
但古迪纳夫的电池两侧都是纯金属锂或钠。因此，电池研究人员向《Quartz》表示，电压理应为零，也就不会产生能量。
古迪纳夫报告的能量密度是现有锂离子电池的数倍。如果能量并非来自电极反应，那么它从何而来？论文对此没有解释。
这种未予说明的物理原理将会造出一种电池：充电后无需额外能量，就能持续输出电力——这违反了热力学定律。宾夕法尼亚州匹兹堡卡内基梅隆大学教授文卡特·维斯瓦纳坦说：“从技术上讲，他造出了永动机。”
“这有点像冷聚变。这项实验令人难以置信。”达尔豪斯大学的杰夫·达恩说。他是一位顶尖研究人员，其加拿大实验室与特斯拉签有合同。“它有很小的可能是正确的。”
普林斯顿大学教授斯泰因加特已发表一篇长文，在Medium上探讨这篇论文（见下文他的说明）。他是将古迪纳夫所称的隐性能量称为“反常容量”的研究人员之一。他和达恩都怀疑氧气是否漏进了电池，让它无意中变成了“锂空气”电池，从而解释能量为何突然增加。锂空气电池是电池研究人员追寻的第二个圣杯，比金属锂负极还难以实现；迄今没人造出过能持续运行超过几个循环的锂空气电池。
论文第一作者布拉加否认了锂空气电池这一解释，并坚称这个概念站得住脚。她说：“嗯，如果我们做的是锂空气电池，那我们做出的就是一款非常好的锂空气电池。”她指出，这项实验运行了数百个循环，远超任何可充电锂离子电池。以下是布拉加所指的示意图：
电池技术进步的历史，尤其是古迪纳夫的经历，充满了意外。至少有两次——开发关键的氧化锰正极和磷酸铁正极时——古迪纳夫起初不相信自己的博士后提出的论点，后来却证明他错了。
在一封电子邮件中，斯泰因加特说：“我毫不怀疑，古迪纳夫及其团队根据他们认为电池中所含的材料，测得了他们声称测得的结果。问题在于，系统为何会有这样的表现，以及对此的解释又引出了许多疑问。”
