深度访谈：和锂电池先驱者的对话

锂离子电池-您的手机，笔记本电脑和电动汽车中的那种-完全改变了计算。这些电池也正在改变运输和电网。

现代锂离子电池的一些关键特征可以追溯到20世纪80年代在日本的工作，其中包括化学家AkiraYoshino，他曾帮助化学巨人AsahiKasai发展了一些重要突破。吉野的工作帮助产生了使用碳和钴酸锂的锂离子电池，并且能够比当时的标准移动电池容纳更多的能量。

对于他的科学贡献，本月早些时候，吉野获得了日本奖，这是一项每年颁发给任何国籍的几位科学家和发明家的着名奖项。上周，他参加了由日本皇帝明仁和皇后美智子出席的庆典，以获得他的奖项。

在仪式开始前的几周，我通过他在东京的办公室电话与70岁的吉野谈话。这是一个轻松编辑和翻译的对话。

Fehrenbacher：多年前开始研究时，请告诉我有关可充电电池的状况。当时电池在??哪些方面可以提供？

Yoshino：这是在35年前的1981年，当时我开始研究电池。那时可用于移动可充电电池的是镍镉二次电池。

Fehrenbacher：那电池在为什么设备供电？

Yoshino：当时它被用于为便携式收音机等相当小型的电子设备充电。

Fehrenbacher：是什么让你发现了锂离子电池的突破-碳和钴酸锂以及电池的设计？

吉野：1981年，唯一可用的电池是镍镉。然而，当时的研究和开发活动非常积极地推动实现小尺寸电池。但不幸的是，所有这些研究和开发方面的努力都失败了。

这与用于阳极的材料相关的问题有关。这项研究计划并未完全专注于电池。它从对聚乙炔[导电聚合物]的研究开始，通过它可以流过电流。因为这是锂离子可以通过的材料，所以这有可能发展成为用于二次电池的阳极。

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

但是我们继续进行评估和研究，并最终将阳极材料替换为碳而不是聚乙炔。这就是你今天看到的锂离子电池的开发方式。

Fehrenbacher：对于不了解锂离子电池细节的读者，这些细节在电池中起到了什么作用？

吉野：我想说这个突破最大的成就就是我们创造了小而轻的电池。

这一重大成就背后的原因与电池中的高电压有关。在锂离子电池的情况下，其电压为4.2伏。但是，在镍镉电池的情况下，它只有1.2伏特。我会说这是我们取得的主要或最大的优势或成就。

Fehrenbacher：当你今天看到锂离子电池市场时，你是否感到惊讶，它的发展如此之大，对于电脑和手机部分基于这些核心突破而言如此重要？

Yoshino：早在1985年，当我们推动围绕这种电池的研究和开发时，我们针对电池的市场就是摄像机。

摄像机的市场规模为每月约100万个电池。当时我认为这是一个非常大的市场。

目前在总需求中存在的用于记录器市场的摄像机的电池仅占总电池市场的0.2％。这意味着我们当时设想的市场实际上变成了500倍。

Fehrenbacher：您今天看到的电池研究是否对下一代电池特别有意思？

吉野：我想说过去几年在固态电池领域取得了重大突破。

固态电池的优势在于，与输出性能和低温性能方面的预期相比，它已被证明是非常出色的。

从科学角度来看，我们现在看到对锂离子电池行为基础知识的兴趣和研究兴起。

Fehrenbacher：是什么启发你成为化学家并从事储能工作？

吉野：我从小学老师那里得到了第一个追求科学的灵感。那位老师是一位化学家，他教了我很多关于化学的知识。他还建议我读[迈克尔]法拉第的书名为“蜡烛的化学史”，该书被认为是该领域的重要读物。

Fehrenbacher：你对那些有兴趣从事科学，化学和电池技术工作的年轻人有什么建议？

吉野：今天社会围绕着互联网而转，我们面临着大量的信息。

年轻人倾向于误解在自然科学领域没有什么可以探索的地方，因为一切都已经被发现和阐明。但我会说现实恰恰相反。在自然科学的整个学科中，人类所阐明的只是其中的一小部分。

Fehrenbacher：除了你的电池发明之外，你生命中的灵感来源是什么？

吉野：在科学之外，我特别感兴趣的领域是历史。我对历史感兴趣的原因是它涉及过去发生的事件，这意味着已经有答案。

所以如果你学习历史，你会发现如何实现这个答案的过程。在这方面，我觉得你看待历史和观察科学和科学发展的方式有很多共同之处。

Fehrenbacher：日本颁奖典礼即将到来。你兴奋吗？你的计划是什么？

吉野：是的，我期待着这个事件。我被邀请参加他的日本皇帝殿下将参加的盛大晚宴，我有幸坐在他旁边。