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互联网思想编者按:今天看到一篇关于2019年诺贝尔化学奖获得者之一的日本学者吉野彰的采访,有一段话深有感触,对中国的教育和科技发展有很好的借鉴作用。吉野彰说,之所以喜欢化学,是因小学3、4年级的班导师曾建议他阅读一本书,内容记载着蜡烛为何会燃烧、蜡烛火焰为何变黄等。被问到成功的理由时,吉野表示,一定要有柔软性与执着心。

以下是新闻的内容:

原标题:2019诺贝尔化学奖得主:当初锂电池卖不出去很痛苦

中新网10月10日电 据“中央社”报道,日本学者吉野彰及另两位英美学者因为对研发锂离子电池贡献卓著,共同荣获2019年诺贝尔化学奖。吉野回忆说,开发出锂电池后起初3年都卖不出去,身心很沉重、备受折磨。

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当地时间10月9日中午,瑞典皇家科学院将2019年诺贝尔化学奖授予约翰·古德伊纳夫、斯坦利·惠廷厄姆和吉野彰,以表彰其在锂电池发展上所做的贡献。

报道称,77岁的美国化学家斯坦利·惠廷厄姆、97岁的约翰·古德伊纳夫以及71岁的日本化学家吉野彰,因为在“锂离子电池”领域的突出贡献,被授予2019年诺贝化学奖。

据报道,在被告知荣获诺贝尔化学奖后,吉野在位于东京都千代田区的化学大厂旭化成总社召开记者会。

他说:“我很兴奋,我在此向大家报告,我成功获得今年的诺贝尔化学奖,今年锂电池与环保相关问题被选为得奖对象,我感到很高兴,相信这对年轻研究人员是一大激励,真的很感谢。”

吉野透露,得知获奖后不久,他打电话联络妻子,因没太多时间通电话,只告诉妻子“决定了喔”,妻子惊吓不已。

当地时间10月9日,2019年诺贝尔化学奖得主吉野彰在日本东京出席新闻发布会。

吉野说,“像锂电池这种装置类研究,一直都轮不到得奖机会,但如果时机到来的话,绝对可以获奖。没想到竟然真的就得奖了。很久以前就听说如果诺贝尔奖快公布前,会有电话打进来,原本在想斯德哥尔摩那边的人可能不知道我是谁,但他们真的调查得很详细。”

吉野表示,8日是通过网络观赏诺贝尔物理学奖揭晓,内心想“明天如果我的名字会被叫到,该有多好”。不过,9日被宣布获奖一事太突然,他反而觉得不知所措。

对于今后的展望,吉野认为,锂电池能蓄电是最基本功能,如果普及的话,发电技术就更容易普及。身为研究人员,思考今后要与再生能源做结合,一定要利用新的发电系统才行。

在记者会上,被问到共同获奖的美国德州大学教授古德伊纳夫时,吉野表示,已超过90岁的古德伊纳夫仍在德州大学从事最尖端研究,自己一年约一次在美国德州会晤古德伊纳夫,而古德伊纳夫把自己当儿子般疼爱。

当地时间10月9日,2019年诺贝尔化学奖得主吉野彰在日本东京出席新闻发布会。

吉野说,开发锂电池后起初3年完全卖不出去,精神上、肉体上压力都很很大,但他觉得自己是幸运的人,锂电池与IT(信息科技)革命一起成长,今后重要的是,对于环境问题,锂电池是否能提供适当解决方案。

吉野表示,锂电池问世后,被广泛应用于手机,但他本身对手机有抗拒感,直到最近并没把手机带在身边。手机这种很方便的工具,锂电池发挥了作用,这是无庸置疑的。

有关锂电池的未来展望,吉野认为应用于电动汽车等势必会有更多进展,如果要将锂电池应用于新用途、新领域时,必须进行技术改良,但关于锂电池还有很多未知事项。

他说,之所以喜欢化学,是因小学3、4年级的班导师曾建议他阅读一本书,内容记载着蜡烛为何会燃烧、蜡烛火焰为何变黄等。被问到成功的理由时,吉野表示,一定要有柔软性与执着心。

吉野生于大阪府吹田市,于京都大学大学院(研究所)毕业后,进入旭化成,除了担任电池研发部门负责人以外,2017年也开始在名城大学担任教授。

日本历届诺贝尔奖得主当中,目前包含取得美国国籍的日本人在内,吉野是第27人。上一次获得化学奖者是2010年得奖的铃木章与根岸英一。吉野是第8位拿到诺贝尔化学奖的日本人。(中新网)

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2017年,吉野彰出席了第一财经技术与创新大会,在会上他谈到关系锂电池未来发展的4个关键词。

“锂电池之父”吉野彰:锂电池重新定义未来

作者:王佑 来源:第一财经日报

淡灰色的衬衫加暗条纹格领带、剪裁利落的黑色西装,坐在记者面前的是日本科学家吉野彰,他清瘦而有礼貌。

如果不是看过他的履历,你丝毫觉察不出这是一位拿奖无数的“锂电池之父”,全程从未谈起自己有过什么荣誉,淡定地聊着对锂电池技术的理解,有一些问题会停下来思考良久再给出答案,说到兴起时他也会仰起脖子大笑。

时隔四年,再次探访上海的他,感慨于车用锂电池和新能源汽车发展的迅猛之势,也对中国锂电池制造商的评价甚高。他笑言,借助于日本科技力量,锂电池在研发上有了重大突破,而中国企业也正与全世界公司一道,让锂电池重新定义未来,“尽管技术千变万化,然而与之相对应的科学研究并非一日之功,在快慢之间寻求平衡与突破是科技的真正要义所在。”

▌择一事专一生

2013年,俄罗斯总统普京向在动力科研及科学创造方面取得杰出成就的人,颁发了俄罗斯全球能源大奖“The Global Energy Prize”,选中的全球技术专家有两位,日本旭化成的吉野彰、俄罗斯科学院院士福尔托夫。

颁奖典礼上,被普京本人委托发奖的俄罗斯石油总裁伊戈尔·谢钦就评价道,这一奖项是人类对科学家们科研和实际成果的感谢表达,吉野彰创造的价值难以估量,他从上世纪80年代开始就从事储能方面的研究工作,研制的锂电池带来了彻底的技术革命,依靠它,录音机、手机和平板电脑的体积和重量才越来越小巧,而纯电动和混合动力等交通工具也开始使用锂电池。

“接到来自莫斯科的电话我非常激动,”吉野彰说道,“2011年3月,日本福岛的悲剧带来了巨大的破坏,核电站的灾难也再次告诉这世界,动力问题的解决需要不分国界的科学结集。”

与众多日本科技学者的经历有些类似,吉野彰只服务过一家公司——旭化成。该技术的研发也是在这家著名日本化工公司的全力支持下完成的。1970年3月,吉野彰从京都大学工学部石油化学专业毕业,随后的2年继续攻读了同校的工学研究专业并顺利在1972年4月入职旭化成株式会社。

1980年,旭化成成立了宫崎电子株式会社(现在的旭化成电子株式会社),从而正式切入电子元件产业,这对于入行8年的吉野彰来说也是人生的一大际遇, “而现在的锂电池形状是在这个5年之后即1985年发明的,随后进行了各种各样的产品技术开发。”

他对第一财经记者说,自己感触最深的也是那一年,当时摄像机对锂电池的需求被突然放大,全世界每个月能卖到100万台左右,“难以想象的是,如今摄像机用电池市场也只能占锂电池所有需求的1%,这也说明在30多年的时间中这一技术发展的速度高达100倍。从智能手机、电脑再到电动汽车,由于锂电池的产生,这些科技产业也有机会获得惊人的成长。”

1985年之后,多个专利如防爆型二次电池、附带安全元件的二次电池等被吉野彰获得,他由此声名鹊起。

锂电池是蓄电池的一种,它之所以相比其他电池更具前瞻性,主要还是因为安全性高、体积小、能量密度高等特性,而20世纪80年代也是移动设备研发的黎明期,锂电池的出现也刚好顺应了时代发展。“在日常生活中不断摸索客户与这个社会到底需要什么,我们如何利用科学技术来满足这些需求,这是科研人员要做的。比起一本正经地思考有啥新发现,做一些调整并漫无目的地想想,有时灵感自然就会浮现出来。”吉野彰表示。

他说道,以前蓄电池的电解液(含有离子的溶液)溶剂是水。对水施加1.5V以上的电压后,水会分解为氢和氧。因此,在过去是不可能取得超过1.5V电动势的。而用有机溶剂取代水,同时在负极使用碳,即可取得4V以上的电动势。

此外,通过正极使用钴酸锂(含有锂离子的金属氧化物),旭化成率先在世界上提出了锂电池的原型。这种小型的蓄电池能用在手机、笔记本电脑、数码相机及摄像机、便携式音乐播放器等为主的各种电子设备上,所以它的出现是重量级的。

▌锂电池时代

随后的1991年,全球正式推出了商品锂电池。1年后,吉野彰在公司的帮助下,担任了离子二次电池事业推进部商品开发组组长,1994年8月再次成为株式会社A&T蓄电池技术开发部部长。

当时,旭化成开发的锂电池并不好卖,一段时间内几乎无人问津,突然有一天销路被打开了,那是1995年,“对于我们来说也是非常重要的一年,因为全球进入了移动IT时代,手机、平板电脑都要大量使用锂电池,整个世界走向了移动互联,所以锂电池也呈现了几何级的增长。”

1995年,微软发布了具有划时代意义的Windows95操作系统,它带着“我的电脑”、“IE浏览器”等一系列发明一路狂奔、战无不胜,全球科技界对Windows95的横空出世不断惊声尖叫,而这对于大洋彼岸的科学家吉野彰而言,印象也太深刻了。

“我们身处IT社会。这场IT革命起源于1995年。正是在那一年,微软发布了Windows95。也就是在那之后,锂电池引领了全球的抢购风潮。”他说道。而吉野彰及一批科学家的新成果,也获得了来自世界各地学会和专家们的共鸣。

由于技术出众,1999年起无数大奖被他一一揽入:日本政府的“紫绶褒章”、美国电气和电子工程师协会(IEEE)的“IEEE Medal for Environmental and Safety Technologies”(环境与安全科技奖章)、全美技术学会的最高奖项“The Charles Stark Draper Prize”(查尔斯·斯塔克·德雷珀奖)等。

在科技进步的推动下,旭化成电子业务也取得了惊人成就。

成立于1922年的旭化成株式会社是日本著名的化工企业,2016年主营化学品的销售额为84.49亿美元,全球化工企业排名39位。这家日资巨头从工程塑料、防火防震的建筑材料到医药用品、医疗器械以及电子等都处于世界领先。

吉野彰所在的锂电池研发,属于旭化成材料领域,公司也极为重视。

就商业产成品来说,旭化成在全球锂电池行业的影响力则体现于隔膜材料的第一话语权,拥有世界最高市场份额。凭借着2015年2月斥资22亿美元收购全球第三大电池绝缘体生产商美国Polypore International公司的这一举动,成为了干湿法隔膜的主导厂家。

2017年3月,旭化成宣布投资150亿日元,用于滋贺县守山市的锂离子二次电池(LIB)用的隔膜,实现锂电隔膜2亿平方米/年的产能,并预计在2020年实现11亿平方米/年的产能。

由于隔膜在生产过程中技术壁垒不低,对设备及设计、产品批次稳定性以及工人熟练程度都有着很高的要求,因此这一领域被日本旭化成、韩国SKI、东丽-BSF以及美国Celard等四大企业垄断,市场占有率高达70%。不过,随着锂电池需求的增大,中国企业如沧州明珠、星源材质也在尽快谋求发展,赶上锂电池快速发展的节奏。

▌多技术路线并举

20多年前,当Windows95到来的那一刻,吉野彰彻夜难眠。如今,他对于锂电池的发展前景依然充满着期待。

“就锂电池本身而言,现在主要应用在两大领域:一是移动式产品,如手机、电脑,占锂电池使用量的2/3左右;第二大领域便是车载电池。世界变化的速度实在太快了,根据我们2010年掌握的数据统计,当时车载用锂电池几乎是零,现在则要达到30%多,以后这一比例可能还会不断增加。电动汽车的出现,等于给锂电池打开了一个新的应用方向,是全新的商业机遇。”

他不否认,目前车载电池还是有一些弱点的,但这并不能归结于锂电池本身的技术困境,也有一些客观原因。笔记本电池毕竟经历了20多年的时间,但车用电池的使用时长从被开始使用到目前还很短暂,汽车行业在一边摸索新车型,一边研发及制造着锂电池。

另一方面,一辆汽车推出市场的时间很久,从设计到下线通常需要5年的时间,而2017年的一款全新电动汽车可能是2012年设计出来的,包括锂电池等配套产品也是过去的设计。

反过来讲,现在这辆新车其实装的是一块老电池。但是科技研发的速度很快,有的3个月就需要更新一次,锂电池也要面对这种技术难题。

“所以说,有人认为电动车的续航里程还是太短,应尽快解决,我认为锂电池确实有提高的空间,但你要明白车的开发和电池的周期性特点,给它一些时间来解决。如2015年,人们看到了续航里程为200公里左右的电动车,那么到了2020年你可能会看到续航400公里左右的车型。当然也不排除个别车企在设计、研发及生产环节中比别人跑得更快,这也是阶段性的突破。”吉野彰说,续航距离会有变化,真正会变化到什么程度,现在也很难确定。

LIB种类多样,市面上就有磷酸铁锂、三元锂及钛酸锂等各类技术路线。

吉野彰认为,从续航距离看,三元锂电池还是有很大的优势,但如果车主和乘客并不在意每天的路程有多远,而是考虑安全性和耐温能力的话,那么磷酸锂电池和钛酸锂电池确实也是好的选择。“你不能说哪个技术一定是最强的,还是要看你对汽车的性能、安全性和其他需求是什么,所以我感觉在一段时间内锂电池的发展还是多重技术路线并举的。”

让他更为诧异的,还有中国锂电池军团的突围。“比亚迪、CATL等企业都有着非常强劲的动力,技术层面上也很乐观,”吉野彰说道,日本和中国在制造锂电池方面也有一些不同,“最大的区别在于材料上。

日本在材料上的研发时间更长一些,因为有过去积累的经验,所以和近期崛起的中国厂商还不太一样。反过来说,生产装配、新机器等,两国企业没什么大区别。还有一点较关键,锂电池是用在哪个国家、哪个市场的,当地的需求是什么,要怎么去抓住它。”

他说道,目前锂电池主要在日本、中国及韩国等三地企业中竞争,不排除美国和欧洲也会产出,“我认为未来需要关注的是欧洲市场,它会有很大的机会。”

来源: 第一财经日报 作者:王佑

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