与一位锂离子电池先驱的谈话
手机、笔记本电脑和电动汽车中的锂离子电池彻底改变了计算技术。这些电池还改变了交通和电网。betway必威娱乐
现代锂离子电池的一些关键特性可以追溯到20世纪80年代在日本的工作，其中包括化学家吉野明(Akira Yoshino)，他在化学巨头Kasai工作期间帮助开发了一些关键突破。吉野的工作帮助开发了一种锂离子电池，这种电池使用碳和锂钴氧化物，可以比当时的标准移动电池储存更多的能量。
由于他在科学上的贡献，本月早些时候吉野获得了“日本奖”(Japan Prize)，这是一项每年授予各国科学家和发明家的声望很高的奖项。上周，他参加了日本明仁天皇和美智子皇后为他颁奖的庆祝活动。
在就职典礼前的几周，我在东京的办公室与70岁的吉野通过电话。以下是一段稍加编辑和翻译的对话。
Fehrenbacher:跟我说说多年前你开始研究充电电池时的情况吧。那时候电池能提供什么呢?
佳:那是在35年前的1981年，我开始研究电池。当时，可用于移动充电电池的是镍镉二次电池。
Fehrenbacher:电池给什么设备供电?
佳:当时，它被用于给便携式收音机等小型电子设备充电。
Fehrenbacher:是什么让你发现了锂离子电池的这些突破——碳和锂钴氧化物以及电池的设计?
佳:1981年，唯一可用的电池是镍镉电池。然而，当时的研发活动是非常积极地推动实现小型化电池。然而，不幸的是，所有这些研究和开发的努力都失败了。
这和阳极使用的材料有关。这项研究最初并没有完全集中在电池上。它始于对聚乙炔(一种导电聚合物)的研究，电流可以通过聚乙炔流动。因为这是一种锂离子可以通过的材料，它有可能发展成为二次电池的阳极。
为了开发阳极由聚乙炔制成的电池，唯一适合和可用的阴极材料是锂钴氧化物。这一发展是在1983年实现的。
但是我们继续评价和研究，最终用碳代替了聚乙炔。这就是你今天看到的锂离子电池的发展过程。
佳:我想说的是，这项突破最大的成就是我们创造了体积小、重量轻的电池。
这一重大成就背后的原因与电池的高电压有关。以锂离子电池为例，它的电压为4.2伏特。然而，镍镉电池只有1.2伏特。我认为这是我们最大的优势和成就。
Fehrenbacher:当你看到今天的锂离子电池市场时，你是否对它在电脑和手机领域的发展如此之大和如此重要感到惊讶?
佳:早在1985年，当我们推动电池的研发时，我们的目标市场是摄像机。
摄像机的市场规模大约是每月一百万个电池。当时我认为这是一个相当大的市场。
录像机用的电池目前的市场需求只占电池总市场的2%。这意味着我们当时设想的市场实际上比现在大500倍。
Fehrenbacher:你今天看到的电池研究中，有没有你认为对下一代电池特别有趣的?
佳:我想说，在过去的几年里，固态电池领域已经取得了重大突破。
固态电池的优点是它在输出性能和低温性能方面的性能比预期的要好。
从科学的角度来看，我们现在看到人们对锂离子电池基本行为的兴趣和研究正在上升。
佳:我学习科学的第一个灵感来自小学时的老师。那个老师是化学专业出身，他教了我很多化学方面的知识。他还建议我读一本书”蜡烛的化学历史"这本书被认为是该领域的重要读物。
Fehrenbacher:对于那些对科学、化学和电池技术感兴趣的年轻人，你有什么建议吗?
佳:今天的社会是围绕着互联网的，我们面临着信息过剩。
年轻人往往误解自然科学领域已经没有什么可以探索的了，因为一切都已经发现和阐明了。但我想说，现实恰恰相反。在整个自然科学学科中，人类所阐明的只是其中的一小部分。
Fehrenbacher:除了你的电池发明，你生活中的灵感来源是什么?
佳:科学之外，我特别感兴趣的一个领域是历史。我对历史感兴趣的原因是它是关于过去发生的事件，这意味着已经有了答案。
所以如果你研究历史你就会发现这个答案是如何得到的。在这方面，我觉得你们看待历史的方式和看待科学和科学发展的方式有很多共同点。
Fehrenbacher:日本奖颁奖典礼即将举行。你兴奋吗?你的计划是什么?
佳:是的，我期待着那件事。我被邀请参加日本天皇殿下将出席的晚宴，我很荣幸坐在他旁边。
因为我将与日本天皇进行一个小时左右的谈话，所以我正在努力思考他可能感兴趣的话题。
