在获得日本奖前夕，吉野博士回顾了他的电池研究，这些研究为当今蓬勃发展的锂离子市场铺平了道路。

 

手机、笔记本电脑和电动汽车中使用的锂离子电池彻底改变了计算技术。这些电池也正在改变交通和电网。

现代锂离子电池的一些关键特性可以追溯到 20 世纪 80 年代日本的工作，其中包括化学家吉野彰 (Akira Yoshino)，他在化学巨头旭化成制药 (Asahi Kasai) 期间帮助实现了一些关键突破。吉野的工作帮助开发了一种使用碳和钴酸锂的锂离子电池，它可以比当时的标准移动电池容纳更多的能量。

由于吉野在科学上的贡献，本月早些时候，他获得了日本奖，这是一项享有盛誉的奖项，每年都会颁发给一些不限国籍的科学家和发明家。上周，他出席了由日本明仁天皇和美智子皇后参加的庆祝活动，并接受了颁奖。

仪式前几周，我在 70 岁的吉野东京办公室通过电话与他进行了交谈。这是一段经过轻微编辑和翻译的对话。

Fehrenbacher：请告诉我您多年前开始研究时可充电电池的状况。就当时的电池所能提供的功能而言，它在哪里？

吉野：那是 35 年前的事了，也就是 1981 年，我开始研究电池。当时的移动充电电池是镍镉二次电池。 

Fehrenbacher：该电池为哪些设备供电？

吉野：当时是用来给便携式收音机等小型电子设备充电的。

Fehrenbacher：是什么促使您发现锂离子电池的这些突破——碳和锂钴氧化物以及电池的设计？

吉野： 1981 年，唯一可用的电池是镍镉电池。然而，当时为了实现电池的小型化，研发活动非常积极地推进。然而，不幸的是，所有这些研究和开发的努力都失败了。

这与阳极所用材料相关的问题有关。这项研究计划一开始并没有完全关注电池。它始于对聚乙炔（一种导电聚合物）的研究，电流可以通过聚乙炔流动。由于这是一种锂离子可以通过的材料，因此有可能开发成二次电池的负极。

为了开发阳极由聚乙炔制成的电池，唯一适合且可用于阴极的材料是钴酸锂。这一发展是在 1983 年实现的。

但我们继续评估和研究，最终，负极材料用碳代替了聚乙炔。这就是您今天看到的锂离子电池的开发方式。

 

Fehrenbacher：对于可能不了解锂离子电池细节的读者来说，这些细节在电池中发挥了什么作用？

 

 

 

吉野：我想说，这一突破的最大成就是我们创造了体积小、重量轻的电池。

这一重大成就背后的原因与电池的高电压有关。就锂离子电池而言，其电压为 4.2 伏。然而，镍镉电池的电压只有 1.2 伏。我想说这是我们取得的主要或最大的优势或成就。

Fehrenbacher：当您审视当今的锂离子电池市场时，您是否感到惊讶的是，部分基于这些核心突破，它对计算机和手机来说变得如此庞大且如此重要？

吉野：早在1985年，当我们推动这种电池的研发时，我们的目标市场就是摄像机。

摄像机的市场规模约为每月100万块电池。当时我觉得那是一个非常大的市场。

目前，录像机市场的摄像机电池的总需求仅占[整个电池市场]的 0.2%。这意味着我们当时设想的市场实际上是原来的500倍。

Fehrenbacher：您今天看到的电池研究中是否有您认为对下一代电池特别感兴趣的？

吉野：我想说的是，过去几年固态电池领域取得了重大突破。

固态电池的优势在于，出人意料的是，它在输出特性和低温性能方面都表现得相当出色。

从科学的角度来看，我们现在看到人们对锂离子电池行为基础知识的兴趣和研究不断增长。

 

Fehrenbacher：是什么促使您成为一名化学家并致力于能源存储？

吉野：我第一次追求科学的灵感是从小学老师那里得到的。那位老师是一位受过训练的化学家，他教了我很多化学知识。他还建议我阅读[迈克尔]法拉第所著的《蜡烛的化学史》一书 ，这本书被认为是该领域的重要读物。

Fehrenbacher：您会给那些对科学、化学和电池技术感兴趣的年轻人什么建议？

吉野：当今社会正以互联网为中心，我们面临着信息过剩的问题。

年轻人往往会误解自然科学领域已经没有什么可以探索的了，因为一切都已经被发现和阐明了。但我想说，现实恰恰相反。在整个自然科学学科中，人类所阐明的只是其中的一小部分。

Fehrenbacher：除了电池发明之外，您生活中的灵感来源是什么？

吉野：除了科学之外，我特别感兴趣的一个领域是历史。我对历史感兴趣的原因是它是关于过去发生的事件，这意味着已经有答案。

因此，如果您研究历史，您就会发现实现该答案的过程。在这方面，我觉得你们看待历史的方式和看待科学和科学发展的方式有很多共同点。

Fehrenbacher：日本奖颁奖典礼即将举行。你兴奋吗？你的计划是什么？

吉野：是的，我很期待那个活动。我受邀参加日本天皇殿下将出席的晚宴，我很荣幸坐在他旁边。

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本文由韩国SEBANG蓄电池（大陆地区）营销中心于2023-07-16 21:26:07 整理发布。
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