诺奖得主吉野彰：锂电十年内仍将主导电池产业
最新更新时间：2019-12-11
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从智能手机到电动汽车，电池技术正逐渐渗透到生活的各个方面。那么，未来的电池会向哪一方向发展，又会给社会带来哪些改变。带着这些疑问，第一财经记者于上月专访了今年因锂离子电池获得诺贝尔化学奖的日本科学家吉野彰（Akira Yoshino）。
在吉野彰看来，锂离子电池未来10年仍将主导电池行业，人工智能、物联网等新技术的发展将会对锂离子电池的应用前景带来“无法想象”的变革。
无法想象的变革
吉野彰从发现“portable”（可便携）一词开始流行，便意识到社会需要一种新的电池。1983年，全球第一块锂电池在日本诞生。吉野彰制造出了世界第一个可充电锂离子电池的原型，为日后开发广泛用于智能手机、电动汽车等的锂离子电池作出卓越贡献。
上个月，吉野彰在接受第一财经记者独家专访时表示，得知自己获得诺奖后“没有什么真切的感受”。“之后满满当当的采访使我非常忙碌，我也来不及喜悦。”吉野彰表示，“但随着12月份领奖日子越来越近，获奖的真实感越发强烈起来。”
30年来，已有27名日本或日本裔学者获得诺贝尔化学奖，但作为企业研究者获奖的，包括吉野彰在内只有两位。“日本一般都是研究机构和高校的科研人员获奖，很少有从产业界出来的企业研究员获奖。”吉野彰告诉第一财经记者。他也强调了对产业界的期待，他认为企业内部有很多诺贝尔奖级别的研究，但日本产业界在领导力和效率上应当做出改善。
吉野彰认为，人工智能、物联网等新技术的发展对于锂离子电池的应用前景会带来“无法想象”的变革，比如软件的进步升级会加快电池的设计进程和新材料的开发进程，并且能够影响电池的使用方法，可以让电池在最佳环境中被使用。
吉野彰还非常关注自己的研究对解决全球气候变化问题的贡献。他告诉第一财经记者，自己获奖有两个原因，首先是对智能移动社会的发展有一定贡献；第二个就是为保护地球环境提供重要手段。“对环保的贡献在未来会越来越明显，同时这也是个很大的商机。”吉野彰对第一财经记者表示。
吉野彰在担任教授的名城大学讲课时对学生表示，鉴于大众对使用可再生能源和蓄电池能为全球变暖对策的期待高涨，他将在12月的获奖纪念演讲中，“向世界发出自身的信息，包括对环境问题的想法”。
谁将主导电池行业
电池技术的发展掀起了一场能源革命。从智能手机到电动汽车，电池技术无处不在，改变了人们生活的方方面面。未来的电池能否变得更加强大，成本更低将影响到我们每一个人。
目前业界都在致力于提高电池使用安全性的同时，提升电池的能量密度。而电池性能的提升也有助于通过可再生能源的利用应对气候变化问题。
在吉野彰看来，锂离子电池未来10年仍将主导电池行业，但新技术的开发与崛起也将不断强化行业的估值与前景。吉野彰告诉第一财经记者，未来锂电池的能量密度可能达到目前的1.5倍至2倍左右，这意味着电池会变得更小。“这样就减少了材料，从而降低成本，但材料成本也不会有显著的下降。”他说道，“锂离子电池成本的降低幅度最多在10%至30%区间，想要让价格减半是比较困难的。”
未来的电子设备的充电是否会变快？对此吉野彰表示，一部手机5~10分钟内充满，这在实验室里已经实现。但快充需要强大的电压，这会影响电池寿命。而在现实中的很多情形下，人们可能不需要特别快速地充电。
从早期的铅酸电池，到丰田等日企主打的镍氢电池，再到2008年特斯拉roaster使用的锂离子电池，传统液态锂离子电池已统治动力电池市场十年。未来，能量密度与安全需求与传统锂离子电池技术的矛盾将越来越凸显。
针对目前已经有海外各家企业实验与固态电池产品，吉野彰表示：“我认为固态电池代表了未来的一个方向，还有很大的提升空间，希望很快就会看到新的进展。”
他还称，固态电池与锂离子电池从根本原理上来讲技术是相似的。“通过技术的改善，能够使得锂离子游动的速度最终达到目前的4倍左右。”吉野彰对第一财经记者表示。
固态电池是采用固态电解质的锂离子电池，由于固态电解质取代了传统锂离子电池中可能燃爆的有机电解液，这样解决了高能量密度和高安全性能两大难题，在相同能量下用固态电解质取代电解液的电池，具有更高的能量密度，同时拥有更大的功率和更长的使用时间，是下一代锂电池发展的大趋势。
但固态电池同样面临降低成本，提高固体电解质的安全性，以及在充电和放电时保持电极和电解质之间的接触等挑战。当前全球多家巨无霸车企对于固态电池都在投入重金竞相研发，比如丰田就在研发一款固态电池，但未公开成本。研究机构预计，到2030年，全球固态电池需求有望接近500GWh。
与吉野彰分享诺贝尔奖的威廷汉教授表示，固态电池可能会率先在智能手机等小型电子成本中应用。“因为在大规模系统中应用仍然存在很大的问题。”威廷汉教授称。
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