2019年諾貝爾化學獎得主吉野彰近日在上海接受記者采訪。本報記者崔立勇/攝
本報記者 | 崔立勇
76歲的吉野彰身材略顯單薄，眼神清澈，在上海的旭化成中國總部接受記者采訪時回答問題一絲不茍，笑起來像個孩子。
1985年，吉野彰克服諸多技術難題，確立了鋰離子二次電池（LIB）的基本概念，在旭化成開發出了世界上第一塊現代鋰離子電池，推動世界由此跨入“移動IT社會”。2019年，瑞典皇家科學院為吉野彰等3名學者頒發該年度諾貝爾化學獎，表彰其在鋰電池領域的貢獻。
手機、數碼相機、筆記本電腦、電動汽車……在數不清的產品中，鋰電池都是不可或缺的重要部件，如今人類的“移動”須臾離不開鋰電池。在吉野彰獲得諾貝爾獎之后，曾有媒體這樣報道：“如果沒有他，可能就不會有手機和筆記本電腦。”
“說實話，這些發展出乎我的預料。開始研究時，我完全想象不到，‘移動IT社會’能發展到現在這種程度。”吉野彰對本報記者表示。
“一根線”牽引鋰電池走過40年
盡管電池行業發展之快令人始料未及，但是吉野彰回顧過去近40年的發展脈絡，隱約感覺有“一根線”將一切串聯起來。
20世紀80年代，鋰電池研發成功后被用在索尼的隨身聽上。邊走路邊聽音樂，逐漸成為很多人的習慣。但在吉野彰看來，對于鋰電池而言，隨身聽的市場規模并不大。在此之后，索尼的新款8毫米手持攝像機面世，鋰電池憑借體積小、能量密度高、安全性高等特性，助力攝像機實現小型化和輕量化，攝像機也成為鋰電池的重要應用領域。吉野彰說，攝像機市場仍在，但是而今僅占鋰電池市場份額的0.1%。隨后，鋰電池市場被接連涌現出來的數碼相機、手機、筆記本電腦占領，鋰電池需求開始呈幾何級增長。
從隨身聽到攝像機，從手機到筆記本電腦，鋰電池一步一步深入到千家萬戶，應用越來越廣。
吉野彰回憶，他最初的研究其實與電池無關。他起步的研究是一種名為聚乙炔的具有導電性的高分子材料。在1980年前后，全球都非常關注這種可以應用于半導體、太陽能發電等領域的新材料。
在同一時期，新型二次電池、小型輕量電池的研究也非常廣泛，但是商品化屢屢失敗。將聚乙炔用于電池會達到什么樣的效果？吉野彰著手進行這樣的嘗試。在研究中，他發現，新型二次電池若想實現商品化，找到新的負極材料才是問題的關鍵。經過對電池材料的大量分析，吉野彰最終將聚乙炔切換成碳材料作為負極，將含有鋰離子的金屬氧化物用于正極，最終研發成功鋰電池。
汽車電動化趨勢不會改變
吉野彰說，“20年”是汽車產業的一個鐵律——一項技術在其他領域使用20年，積累了豐富的經驗，才會被汽車產業真正采用。
鋰電池恰恰符合這一規律。自20世紀90年代鋰電池逐漸應用在手機、筆記本電腦等領域，到2010年底全球首款量產純電動汽車——日產聆風（Nissan LEAF）上市，整整過去了20年。
“毫無疑問，未來電動汽車將成為主流。”吉野彰認為新能源汽車滲透率不斷提升的趨勢是“經濟的規則”。他說，目前在新車銷量中，中國新能源汽車占比約30%，占全球市場比重也達到了15%。
吉野彰非常看重15%這個比重。他解釋，從以往的經濟發展規律看，一項新產品上市后，市場占有率一旦達到15%，就很可能出現更大飛躍。
“2050年，汽車市場需求將發生重大改變。”吉野彰還將2050年視為新能源汽車的關鍵節點。
“到那時候，汽車具體會變成什么樣子，我很難用語言說明。但是，新能源汽車的樣子將和現在完全不同。”吉野彰表示，那時候人工智能等新技術將與電動汽車深度融合。他強調，無論發生何種變化，汽車向電動化方向發展毫無疑問不會改變。
吉野彰說，預測未來是很難的，但是他還是相信，“2050年加油站將會消失。”
吉野彰表示，自問世以來，鋰電池持續進行技術改良，未來還將繼續沿著能量密度型和耐久性型兩個方向發展下去——進一步提升電池的能量密度，這一努力仍在持續；通過采取磷酸鐵鋰材料等方法，提高電池的耐久性。
吉野彰認為，鋰電池的下一個大市場將來自儲能。進一步分析，電動汽車的鋰電池性能優于儲能系統所采用的鋰電池，因此電動汽車鋰電池的技術有望向儲能轉移。
可持續發展是年輕一代的絕佳機會
吉野彰上次來到中國還是七八年前。這次他不僅前往旭化成在蘇州的工廠，還冒著小雨去看了看上海外灘。
統計顯示，在過去20多年的諾貝爾物理、化學、生理學或醫學、經濟學、文學等獎項中，獲得者大多數來自各國的高校和科研機構，哈佛大學、麻省理工學院、劍橋大學、加州大學伯克利分校、斯坦福大學、東京大學、名古屋大學等都是諾貝爾獎獲得者的“大戶”。
與之不同，吉野彰是來自企業的諾貝爾獎獲得者。吉野彰出生于1948年，1972年加入旭化成工業株式會社（現旭化成株式會社）。他一輩子都在這家企業工作，至今依然以該公司榮譽特別研究員的身份繼續進行相關研究。吉野彰獲得諾貝爾獎之后首次接受媒體采訪時透露：“多虧旭化成為我提供了充足的報酬和研發經費，我才得以毫無后顧之憂地開展研究。”
旭化成是世界級綜合化學公司，現在也是全球領先的鋰電池隔膜制造商。在企業從事科研工作，與在高校相比有什么不同？吉野彰回答，企業和大學進行的研究，都包括基礎研究和應用研究兩部分，但是這兩部分只是“名稱”相同，“內涵”在企業和大學完全不一樣。
吉野彰解釋，在大學從事基礎研究時，目的性不會特別強，首要是發現新技術，不需要直接考慮研究成果的用途。大學的科研人員基于大學的基礎研究成果，希望能夠進一步對某個成果進行開發，由此進入大學的應用研究階段。技術的商品化和商業化在大學內部難以實現。企業基礎研究的起點即大學的應用研究階段。若進展順利，將立刻進入企業的應用研究階段，最終的目標直指實現新產品的商業化。
“最重要的是大學的應用研究如何與企業的基礎研究進行銜接。”吉野彰說，自己對鋰電池的研究始于聚乙炔材料，該材料就是在大學的應用研究中被發現的。
獲得諾貝爾獎有何秘訣？吉野彰說，自己對科學研究始終充滿好奇心，感覺這是非常有意思的事情，能從中獲得很多的樂趣。
在吉野彰看來，自己能夠獲得諾貝爾化學獎有兩個理由。第一，鋰電池的發明為實現“移動IT社會”作出很大貢獻。如今，在鋰電池的幫助下，“移動IT社會”已經到來。第二，鋰電池被寄予厚望，為實現可持續社會提供支持。“遺憾的是，現在可持續社會尚未實現。”他說。
實現可持續社會的目標驅使吉野彰堅持科研。談及未來發展，他最為看重的方向之一也是鋰電池的回收再利用。他堅持，隨著汽車全面電動化，對電池正極材料、負極材料、電池結構的回收將隨之成為必須面對的重要課題。
吉野彰介紹，目前相關的回收技術發展十分迅猛。負極材料通過水或溶劑進行還原，可以再利用；正極材料加入少許金屬鋰進行燒結，也基本可以還原到原來的狀態。
吉野彰認為，在廢舊電池拆解的過程中，務必要將正極材料和負極材料分開處理。由此他著重提醒，為了拆解時正極和負極材料不混在一起，好的電池極結構至關重要。
日本政府提出，到2050年實現“碳中和”目標，構建“零碳社會”。吉野彰表示，實現這一目標存在諸多挑戰，這反過來也帶來了巨大的空間和機會。在實現這一目標的路上，很多創新技術將涌現，新的企業和新的產業也將由此誕生。
“這對年輕一代來說是絕佳的機會，我希望他們能夠抓住并且充分利用這個機會。”吉野彰說。
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