古迪纳夫用氧化物替代硫化物，于1980年制成4伏锂阴极

锂电池始于1970年代石油危机，当时埃克森公司的M·斯坦利·惠廷厄姆寻找无化石能源的储能方案，在二硫化钛中发现了一种能量极高的阴极，其分子层可以容纳——即嵌入——锂离子。配合部分由金属锂制成的阳极，它实际可提供略高于两伏的电压。但金属锂具有反应活性：用诺贝尔委员会的话说，这种电池太易爆炸，无法实用。

当时任牛津大学无机化学负责人的约翰·古迪纳夫预言，以金属氧化物而非金属硫化物为基础的阴极将具有更大的潜力。在与水岛公一、菲利普·怀斯曼和P. C. 琼斯进行系统搜索后，他于1980年证明，嵌入锂离子的钴氧化物可产生高达四伏的电压——一个不含金属锂阳极的设计空间由此打开，该团队于1980年3月31日为这一快离子导体阴极系列申请了美国专利。

该阴极成为另外两位2019年化学奖得主的研究基础：1985年，旭化成的吉野彰将其与同样能嵌入锂的石油焦炭碳阳极配对，制成了首个商业可行的锂离子电芯，并于1991年上市。由于该化学过程让锂离子来回移动，而不是分解电极，电池可充电数百次——如今它为手机、笔记本电脑、电动汽车和可再生能源存储提供动力。诺贝尔委员会称其为无线、无化石燃料社会的基础。

氧化物阴极而非硫化物：四伏而非两伏

氧化物的较高电负性将阴极电位提高到约四伏，在不改变金属锂阳极问题的情况下，能量密度约为硫化物设计的两倍。

嵌入结构在离子插入和脱出后仍能保持，因此阴极可充电而非消耗性——电池循环使用而非退化。

系统的材料搜索以理论为指导：古迪纳夫先从晶体化学预测氧化物的优势，然后测试钴氧化物，而非随机筛选。

专利中的低温电化学脱出路线制得了高温合成无法达到的组成，将稳定性问题转化为制造方法。

当某个组件失效时，要质疑材料类别，而非部件本身。起火被归咎于金属锂，但真正的问题在于阴极化学——改变它，概念就能存续。

吉野1985年的碳阳极电芯直接建立在古迪纳夫的阴极之上，并于1991年进入市场；锂离子电池随后为全球便携电子产品提供动力，使长续航电动汽车成为可能，并储存太阳能和风能。2019年化学奖共同授予古迪纳夫、惠廷厄姆和吉野，以表彰这一基础——这是一项罕见的诺贝尔奖，奖励的是一种使电压翻倍的材料替代。