來(lái)源：言談霓虹

個(gè)人能敏銳捕捉到最新信息，企業(yè)和社會(huì)具有“底力”即足夠的經(jīng)驗(yàn)與積累，同時(shí)具備這兩個(gè)條件，才最有可能出現(xiàn)技術(shù)革新。

(相關(guān)資料圖)

作者：陳言

圖源：圖蟲創(chuàng)意

對(duì)新能源汽車持懷疑態(tài)度的人從前就不在少數(shù)，如今情況也沒(méi)有太大改觀。在中國(guó)，最懸而未決的因素就是續(xù)航里程，類似質(zhì)疑至今也曾多次出現(xiàn)在社會(huì)輿論中。例如，中國(guó)1月份新能源車總銷售量較前期比驟減43%，究其原因，依然是對(duì)新能源汽車電池訴求，網(wǎng)絡(luò)上對(duì)電池問(wèn)題的調(diào)侃仍舊鋪天蓋地。這些評(píng)論內(nèi)容不外乎續(xù)航里程令人提心吊膽，到底誰(shuí)會(huì)買那種“冬天在車?yán)镞B空調(diào)都不敢開”的車。

諸如此類的評(píng)價(jià)倒也不是吹毛求疵。相較于最近十年來(lái)新能源車激增的銷量，汽車動(dòng)力電池的技術(shù)發(fā)展確實(shí)十分有限。2012年中國(guó)的新能源車銷售量為13000部，到2022年就達(dá)到了689萬(wàn)部，十年內(nèi)增量超過(guò)530倍。而另一方面，至2022為止，汽車動(dòng)力電池的單體能量密度僅為2012年的1.2倍。

汽車動(dòng)力電池主要為鋰離子電池。鋰離子電池是新能源車，尤其是電動(dòng)汽車的動(dòng)力源，相關(guān)技術(shù)在未來(lái)應(yīng)該仍有改進(jìn)空間。如果事實(shí)如此，那么這一空間究竟有多大呢。就這一問(wèn)題，我們通過(guò)書面提問(wèn)方式請(qǐng)教了“鋰電池之父”，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主吉野彰先生。

電池能量密度中潛藏的“飛躍性提升”可能性

吉野彰先生出生于1948年，于1972年加入旭化成工業(yè)株式會(huì)社（現(xiàn)旭化成株式會(huì)社），在這家世界級(jí)大型化學(xué)公司參與研發(fā)工作。他至今依然以該公司名譽(yù)特別研究員的身份繼續(xù)進(jìn)行相關(guān)研究。1985年，吉野彰先生在旭化成開發(fā)出了鋰離子電池（將含有鋰離子的金屬氧化物用于正極，將碳素材料用于負(fù)極）。旭化成于1991年與索尼合作，于1992年與東芝成立合資公司，二者分別實(shí)現(xiàn)了鋰電池的產(chǎn)品化與商業(yè)化。2019年，瑞典皇家科學(xué)院為吉野彰先生等三名學(xué)者頒發(fā)該年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，這不僅是在表彰他在鋰電池領(lǐng)域的功績(jī)，也是在贊頌他創(chuàng)造了一個(gè)“移動(dòng)信息社會(huì)”。

吉野彰先生以文字形式，為筆者的疑問(wèn)給出了下列答案：電池技術(shù)中最重要的就是如何加快離子（尤其是鋰離子）的運(yùn)動(dòng)速度。這一點(diǎn)仍有較大的技術(shù)升級(jí)空間。離子運(yùn)動(dòng)速度越快，輸出特性（爆發(fā)力）越強(qiáng)。同時(shí)，電極設(shè)計(jì)和電池設(shè)計(jì)的范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大，能量密度也還有潛力產(chǎn)生飛躍性提升。

“飛躍性提升”一詞充分表現(xiàn)了吉野彰先生的樂(lè)觀精神。根據(jù)筆者對(duì)電池的理解，目前蓄電池主流為采用電解液的液態(tài)鋰電池，但全固態(tài)鋰電池也是技術(shù)研發(fā)方向之一。如果將電解液換成固體電解質(zhì)，改換正負(fù)極材料，便能有效避免液態(tài)鋰電池電解液導(dǎo)致的起火和電解液漏液等問(wèn)題。此外，全固態(tài)電池密度高，能儲(chǔ)存更多電力，因此也能縮短充電時(shí)間（僅需液態(tài)電池三分之一的充電時(shí)間即可完成充電）。然而從負(fù)面角度來(lái)說(shuō)，高容量和高速充電必然會(huì)伴隨產(chǎn)品壽命縮短的問(wèn)題。

目前，部分日本企業(yè)已經(jīng)制定了具體的全固態(tài)電池商業(yè)化階段性計(jì)劃，這些計(jì)劃已成為未來(lái)電池開發(fā)的重點(diǎn)項(xiàng)目。但對(duì)于全固態(tài)鋰電池是否能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)化和商業(yè)化（大幅降低成本），業(yè)內(nèi)至今仍未得出明確答案。

因此，筆者難掩好奇之心，向吉野彰先生提出疑問(wèn)：您對(duì)未來(lái)的電池研發(fā)大致方向和研究目標(biāo)有何看法？他的回答非常簡(jiǎn)潔：“材料研發(fā)當(dāng)然重要，但電極設(shè)計(jì)和電池設(shè)計(jì)同樣也是今后電池研發(fā)領(lǐng)域中的大致方向和研究目標(biāo)?！?/p>

其實(shí)，筆者也明白這個(gè)問(wèn)題對(duì)于吉野先生來(lái)說(shuō)有些難以回答。言至于此，要想預(yù)言技術(shù)升級(jí)的最佳道路和產(chǎn)生重大突破的具體時(shí)機(jī)幾乎是不可能的。哪怕是諾貝爾得主“鋰電池之父”給出的答案也只能算是反映出了他在專業(yè)領(lǐng)域中的個(gè)人喜好。

但是，吉野彰先生在其他幾個(gè)問(wèn)題中提出的見(jiàn)解確實(shí)富有極高價(jià)值。

信息可達(dá)性及社會(huì)“底力”非常重要

我從20世紀(jì)80年代后期到20世紀(jì)90年代在日本留學(xué)、工作，當(dāng)時(shí)購(gòu)買了Walkman、CD播放器、便攜式攝像機(jī)和筆記本電腦等大量電器產(chǎn)品，也因此有機(jī)會(huì)接觸到形狀各異的電池。外出時(shí)必須隨身攜帶好幾塊備用電池。

但自從吉野彰先生發(fā)明的鋰電池問(wèn)世之后，備用電池的出場(chǎng)頻率銳減。從前的筆記本電腦如果只用電池供電，大多只能維持2到3個(gè)小時(shí)。但現(xiàn)在不少產(chǎn)品續(xù)航時(shí)間已達(dá)到10小時(shí)，重量也比以前輕了許多。在吉野彰先生獲得諾貝爾獎(jiǎng)之后，中國(guó)媒體在總結(jié)他的創(chuàng)舉為人類作出的貢獻(xiàn)時(shí)，總是喜歡說(shuō)：“如果沒(méi)有他，可能就不會(huì)有手機(jī)和筆記本電腦。”這絕非言過(guò)其實(shí)。

進(jìn)入21世紀(jì)之后，鋰電池開始為汽車提供動(dòng)力，電池用途再次大幅拓展，電池產(chǎn)業(yè)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位也大幅提升，更多的資金被投入到這一領(lǐng)域，更多的研發(fā)力量向該領(lǐng)域不斷集中。如此一來(lái)，相關(guān)技術(shù)能為未來(lái)人類生活帶來(lái)的可能性越來(lái)越大，相關(guān)領(lǐng)域中的頂級(jí)研究者為以下問(wèn)題給出的答案自然將具備更大意義。

為了從社會(huì)層面上實(shí)現(xiàn)技術(shù)革新，哪些要素是不可或缺的呢？

吉野彰先生作出了如下回答：“我認(rèn)為有兩點(diǎn)至關(guān)重要。首先，隨著移動(dòng)信息社會(huì)的到來(lái)，信息傳播將更加均衡，人們獲取信息的便捷程度急速提升。不論是市場(chǎng)變化還是尖端技術(shù)研發(fā)進(jìn)展等信息都能通過(guò)廉價(jià)的渠道快速獲取，技術(shù)研發(fā)的速度相較過(guò)去也有了質(zhì)的提升。一個(gè)追求技術(shù)進(jìn)步的社會(huì)有義務(wù)盡可能地為研究者們提供相關(guān)方面的條件。其次，“底力”（潛能）依然扮演著重要角色，這一點(diǎn)從始至終未曾改變，甚至可以說(shuō)占據(jù)了更重要的地位。所謂“底力”，就是指企業(yè)和社會(huì)經(jīng)年培養(yǎng)出的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)積累。就研究者個(gè)人而言，是指敏銳捕捉最新信息和獲得企業(yè)與社會(huì)“底力”幫助的能力。同時(shí)具備這兩種能力才最有可能完成技術(shù)革新?！?/p>

從“底力”角度來(lái)看，日本的產(chǎn)業(yè)革命比中國(guó)早了幾十年，另一方面，企業(yè)手中積攢了大量技術(shù)，而且企業(yè)早已養(yǎng)成了重視研發(fā)的習(xí)慣和體制。以旭化成為例，在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，一個(gè)項(xiàng)目上投入的時(shí)間為5到10年甚至更久，并且毫不吝惜投入資金。吉野彰先生獲得諾貝爾獎(jiǎng)之后首次接受媒體采訪時(shí)便提出：“多虧旭化成為我提供了充足的報(bào)酬和研發(fā)經(jīng)費(fèi)，我才得以毫無(wú)后顧之憂地開展研究?！?/p>

可以說(shuō)，日本這個(gè)國(guó)家正是擁有如此特質(zhì)，才能誕生出旭化成、島津制作所、日亞化學(xué)工業(yè)等足以培養(yǎng)出諾貝爾獎(jiǎng)級(jí)發(fā)明家的企業(yè)。對(duì)于中國(guó)社會(huì)和中國(guó)企業(yè)來(lái)說(shuō)，這些經(jīng)驗(yàn)可說(shuō)是彌足珍貴的。

作者為日本企業(yè)（中國(guó)）研究院執(zhí)行院長(zhǎng)