淡灰色的襯衫加暗條紋格領(lǐng)帶、剪裁利落的黑色西裝,,坐在第一財(cái)經(jīng)記者面前的是日本科學(xué)家吉野彰,他清瘦而有禮貌,。
如果不是看過他的履歷,你絲毫覺察不出這是一位拿獎(jiǎng)無數(shù)的“鋰電池之父”,,全程從未談起自己有過什么榮譽(yù),,淡定地聊著對(duì)鋰電池技術(shù)的理解,有一些問題會(huì)停下來思考良久再給出答案,,說到興起時(shí)他也會(huì)仰起脖子大笑,。
時(shí)隔四年,,應(yīng)2017“第一財(cái)經(jīng)技術(shù)與創(chuàng)新大會(huì)”的邀請(qǐng),,再次探訪上海的他,感慨于車用鋰電池和新能源汽車發(fā)展的迅猛之勢(shì),,也對(duì)中國鋰電池制造商的評(píng)價(jià)甚高,。他笑言,借助于日本科技力量,,鋰電池在研發(fā)上有了重大突破,,而中國企業(yè)也正與全世界公司一道,讓鋰電池重新定義未來,,“盡管技術(shù)千變?nèi)f化,,然而與之相對(duì)應(yīng)的科學(xué)研究并非一日之功,在快慢之間尋求平衡與突破是科技的真正要義所在,?!?/p>
擇一事專一生
2013年,俄羅斯總統(tǒng)普京向在動(dòng)力科研及科學(xué)創(chuàng)造方面取得杰出成就的人,,頒發(fā)了俄羅斯全球能源大獎(jiǎng)“The Global Energy Prize”,,選中的全球技術(shù)專家有兩位,日本旭化成的吉野彰、俄羅斯科學(xué)院院士福爾托夫,。
頒獎(jiǎng)典禮上,,被普京本人委托發(fā)獎(jiǎng)的俄羅斯石油總裁伊戈?duì)枴ぶx欽就評(píng)價(jià)道,這一獎(jiǎng)項(xiàng)是人類對(duì)科學(xué)家們科研和實(shí)際成果的感謝表達(dá),,吉野彰創(chuàng)造的價(jià)值難以估量,,他從上世紀(jì)80年代開始就從事儲(chǔ)能方面的研究工作,研制的鋰電池帶來了徹底的技術(shù)革命,,依靠它,,錄音機(jī)、手機(jī)和平板電腦的體積和重量才越來越小巧,,而純電動(dòng)和混合動(dòng)力等交通工具也開始使用鋰電池,。
“接到來自莫斯科的電話我非常激動(dòng),”吉野彰說道,,“2011年3月,,日本福島的悲劇帶來了巨大的破壞,核電站的災(zāi)難也再次告訴這世界,,動(dòng)力問題的解決需要不分國界的科學(xué)結(jié)集,。”
與眾多日本科技學(xué)者的經(jīng)歷有些類似,,吉野彰只服務(wù)過一家公司——旭化成,。該技術(shù)的研發(fā)也是在這家著名日本化工公司的全力支持下完成的。1970年3月,,吉野彰從京都大學(xué)工學(xué)部石油化學(xué)專業(yè)畢業(yè),,隨后的2年繼續(xù)攻讀了同校的工學(xué)研究專業(yè)并順利在1972年4月入職旭化成株式會(huì)社。
1980年,,旭化成成立了宮崎電子株式會(huì)社(現(xiàn)在的旭化成電子株式會(huì)社),,從而正式切入電子元件產(chǎn)業(yè),這對(duì)于入行8年的吉野彰來說也是人生的一大際遇,, “而現(xiàn)在的鋰電池形狀是在這個(gè)5年之后即1985年發(fā)明的,,隨后進(jìn)行了各種各樣的產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)?!?/p>
他對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者說,,自己感觸最深的也是那一年,當(dāng)時(shí)攝像機(jī)對(duì)鋰電池的需求被突然放大,,全世界每個(gè)月能賣到100萬臺(tái)左右,,“難以想象的是,如今攝像機(jī)用電池市場(chǎng)也只能占鋰電池所有需求的1%,,這也說明在30多年的時(shí)間中這一技術(shù)發(fā)展的速度高達(dá)100倍,。從智能手機(jī)、電腦再到電動(dòng)汽車,由于鋰電池的產(chǎn)生,,這些科技產(chǎn)業(yè)也有機(jī)會(huì)獲得驚人的成長,。”
1985年之后,,多個(gè)專利如防爆型二次電池,、附帶安全元件的二次電池等被吉野彰獲得,他由此聲名鵲起,。
鋰電池是蓄電池的一種,,它之所以相比其他電池更具前瞻性,主要還是因?yàn)榘踩愿?、體積小,、能量密度高等特性,而20世紀(jì)80年代也是移動(dòng)設(shè)備研發(fā)的黎明期,,鋰電池的出現(xiàn)也剛好順應(yīng)了時(shí)代發(fā)展,。“在日常生活中不斷摸索客戶與這個(gè)社會(huì)到底需要什么,,我們?nèi)绾卫每茖W(xué)技術(shù)來滿足這些需求,,這是科研人員要做的。比起一本正經(jīng)地思考有啥新發(fā)現(xiàn),,做一些調(diào)整并漫無目的地想想,,有時(shí)靈感自然就會(huì)浮現(xiàn)出來?!奔罢帽硎?。
他說道,以前蓄電池的電解液(含有離子的溶液)溶劑是水,。對(duì)水施加1.5V以上的電壓后,,水會(huì)分解為氫和氧。因此,,在過去是不可能取得超過1.5V電動(dòng)勢(shì)的。而用有機(jī)溶劑取代水,,同時(shí)在負(fù)極使用碳,,即可取得4V以上的電動(dòng)勢(shì)。
此外,,通過正極使用鈷酸鋰(含有鋰離子的金屬氧化物),,旭化成率先在世界上提出了鋰電池的原型。這種小型的蓄電池能用在手機(jī),、筆記本電腦,、數(shù)碼相機(jī)及攝像機(jī)、便攜式音樂播放器等為主的各種電子設(shè)備上,所以它的出現(xiàn)是重量級(jí)的,。
鋰電池時(shí)代
隨后的1991年,,全球正式推出了商品鋰電池。1年后,,吉野彰在公司的幫助下,,擔(dān)任了離子二次電池事業(yè)推進(jìn)部商品開發(fā)組組長,1994年8月再次成為株式會(huì)社A&T蓄電池技術(shù)開發(fā)部部長,。
當(dāng)時(shí),,旭化成開發(fā)的鋰電池并不好賣,一段時(shí)間內(nèi)幾乎無人問津,,突然有一天銷路被打開了,,那是1995年,“對(duì)于我們來說也是非常重要的一年,,因?yàn)槿蜻M(jìn)入了移動(dòng)IT時(shí)代,,手機(jī)、平板電腦都要大量使用鋰電池,,整個(gè)世界走向了移動(dòng)互聯(lián),,所以鋰電池也呈現(xiàn)了幾何級(jí)的增長?!?/p>
1995年,,微軟發(fā)布了具有劃時(shí)代意義的Windows95操作系統(tǒng),它帶著“我的電腦”,、“IE瀏覽器”等一系列發(fā)明一路狂奔,、戰(zhàn)無不勝,全球科技界對(duì)Windows95的橫空出世不斷驚聲尖叫,,而這對(duì)于大洋彼岸的科學(xué)家吉野彰而言,,印象也太深刻了。
“我們身處IT社會(huì),。這場(chǎng)IT革命起源于1995年,。正是在那一年,微軟發(fā)布了Windows95,。也就是在那之后,,鋰電池引領(lǐng)了全球的搶購風(fēng)潮?!彼f道,。而吉野彰及一批科學(xué)家的新成果,也獲得了來自世界各地學(xué)會(huì)和專家們的共鳴,。
由于技術(shù)出眾,,1999年起無數(shù)大獎(jiǎng)被他一一攬入:日本政府的“紫綬褒章”,、美國電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)的“IEEE Medal for Environmental and Safety Technologies”(環(huán)境與安全科技獎(jiǎng)?wù)?、全美技術(shù)學(xué)會(huì)的最高獎(jiǎng)項(xiàng)“The Charles Stark Draper Prize”(查爾斯·斯塔克·德雷珀獎(jiǎng))等,。
在科技進(jìn)步的推動(dòng)下,,旭化成電子業(yè)務(wù)也取得了驚人成就。
成立于1922年的旭化成株式會(huì)社是日本著名的化工企業(yè),,2016年主營化學(xué)品的銷售額為84.49億美元,,全球化工企業(yè)排名39位。這家日資巨頭從工程塑料,、防火防震的建筑材料到醫(yī)藥用品,、醫(yī)療器械以及電子等都處于世界領(lǐng)先。
吉野彰所在的鋰電池研發(fā),,屬于旭化成材料領(lǐng)域,,公司也極為重視。
就商業(yè)產(chǎn)成品來說,,旭化成在全球鋰電池行業(yè)的影響力則體現(xiàn)于隔膜材料的第一話語權(quán),,擁有世界最高市場(chǎng)份額。憑借著2015年2月斥資22億美元收購全球第三大電池絕緣體生產(chǎn)商美國Polypore International公司的這一舉動(dòng),,成為了干濕法隔膜的主導(dǎo)廠家,。
2017年3月,旭化成宣布投資150億日元,,用于滋賀縣守山市的鋰離子二次電池(LIB)用的隔膜,,實(shí)現(xiàn)鋰電隔膜2億平方米/年的產(chǎn)能,并預(yù)計(jì)在2020年實(shí)現(xiàn)11億平方米/年的產(chǎn)能,。
由于隔膜在生產(chǎn)過程中技術(shù)壁壘不低,,對(duì)設(shè)備及設(shè)計(jì)、產(chǎn)品批次穩(wěn)定性以及工人熟練程度都有著很高的要求,,因此這一領(lǐng)域被日本旭化成,、韓國SKI、東麗-BSF以及美國Celard等四大企業(yè)壟斷,,市場(chǎng)占有率高達(dá)70%,。不過,隨著鋰電池需求的增大,,中國企業(yè)如滄州明珠,、星源材質(zhì)也在盡快謀求發(fā)展,趕上鋰電池快速發(fā)展的節(jié)奏,。
多技術(shù)路線并舉
20多年前,當(dāng)Windows95到來的那一刻,,吉野彰徹夜難眠,。如今,,他對(duì)于鋰電池的發(fā)展前景依然充滿著期待。
“就鋰電池本身而言,,現(xiàn)在主要應(yīng)用在兩大領(lǐng)域:一是移動(dòng)式產(chǎn)品,,如手機(jī)、電腦,,占鋰電池使用量的2/3左右;第二大領(lǐng)域便是車載電池,。世界變化的速度實(shí)在太快了,根據(jù)我們2010年掌握的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),,當(dāng)時(shí)車載用鋰電池幾乎是零,,現(xiàn)在則要達(dá)到30%多,以后這一比例可能還會(huì)不斷增加,。電動(dòng)汽車的出現(xiàn),,等于給鋰電池打開了一個(gè)新的應(yīng)用方向,是全新的商業(yè)機(jī)遇,?!?/p>
他不否認(rèn),目前車載電池還是有一些弱點(diǎn)的,,但這并不能歸結(jié)于鋰電池本身的技術(shù)困境,,也有一些客觀原因。筆記本電池畢竟經(jīng)歷了20多年的時(shí)間,,但車用電池的使用時(shí)長從被開始使用到目前還很短暫,,汽車行業(yè)在一邊摸索新車型,一邊研發(fā)及制造著鋰電池,。
另一方面,,一輛汽車推出市場(chǎng)的時(shí)間很久,從設(shè)計(jì)到下線通常需要5年的時(shí)間,,而2017年的一款全新電動(dòng)汽車可能是2012年設(shè)計(jì)出來的,,包括鋰電池等配套產(chǎn)品也是過去的設(shè)計(jì)。
反過來講,,現(xiàn)在這輛新車其實(shí)裝的是一塊老電池,。但是科技研發(fā)的速度很快,有的3個(gè)月就需要更新一次,,鋰電池也要面對(duì)這種技術(shù)難題,。
“所以說,有人認(rèn)為電動(dòng)車的續(xù)航里程還是太短,,應(yīng)盡快解決,,我認(rèn)為鋰電池確實(shí)有提高的空間,但你要明白車的開發(fā)和電池的周期性特點(diǎn),,給它一些時(shí)間來解決,。如2015年,,人們看到了續(xù)航里程為200公里左右的電動(dòng)車,那么到了2020年你可能會(huì)看到續(xù)航400公里左右的車型,。當(dāng)然也不排除個(gè)別車企在設(shè)計(jì),、研發(fā)及生產(chǎn)環(huán)節(jié)中比別人跑得更快,這也是階段性的突破,?!奔罢谜f,續(xù)航距離會(huì)有變化,,真正會(huì)變化到什么程度,,現(xiàn)在也很難確定。
LIB種類多樣,,市面上就有磷酸鐵鋰,、三元鋰及鈦酸鋰等各類技術(shù)路線。
吉野彰認(rèn)為,,從續(xù)航距離看,,三元鋰電池還是有很大的優(yōu)勢(shì),但如果車主和乘客并不在意每天的路程有多遠(yuǎn),,而是考慮安全性和耐溫能力的話,,那么磷酸鋰電池和鈦酸鋰電池確實(shí)也是好的選擇?!澳悴荒苷f哪個(gè)技術(shù)一定是最強(qiáng)的,,還是要看你對(duì)汽車的性能、安全性和其他需求是什么,,所以我感覺在一段時(shí)間內(nèi)鋰電池的發(fā)展還是多重技術(shù)路線并舉的,。”
讓他更為詫異的,,還有中國鋰電池軍團(tuán)的突圍,。“比亞迪,、CATL等企業(yè)都有著非常強(qiáng)勁的動(dòng)力,,技術(shù)層面上也很樂觀,”吉野彰說道,,日本和中國在制造鋰電池方面也有一些不同,,“最大的區(qū)別在于材料上。
日本在材料上的研發(fā)時(shí)間更長一些,,因?yàn)橛羞^去積累的經(jīng)驗(yàn),,所以和近期崛起的中國廠商還不太一樣。反過來說,,生產(chǎn)裝配,、新機(jī)器等,,兩國企業(yè)沒什么大區(qū)別,。還有一點(diǎn)較關(guān)鍵,,鋰電池是用在哪個(gè)國家、哪個(gè)市場(chǎng)的,,當(dāng)?shù)氐男枨笫鞘裁?,要怎么去抓住它?!?/p>