諾獎得主吉野彰訪談

Q：鋰離子電池最初應(yīng)用于攝像機中，您當(dāng)初是否相過它會應(yīng)用于IT行業(yè)并在全世界范圍使用呢？

A：最初鋰離子電池是為8 mm攝像機來研發(fā)的，那時候手機、智能機、筆記本還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有出現(xiàn)。如今雖然攝像器材中依然使用鋰離子電池，然而其市場份額僅有2%，所以從這點來看鋰離子市場比我們當(dāng)初所預(yù)想的擴大了500倍。

Q：現(xiàn)在鋰離子電池不僅用于IT設(shè)備，還應(yīng)用在汽車上，比如某電動汽車（EV）就采用數(shù)千個圓柱形鋰離子電池。

A：是的，它采用18650鋰電池構(gòu)成電池組，它的性能達(dá)到最高水平，而且價格低廉。該企業(yè)憑借自主開發(fā)的先進的電池管理系統(tǒng)，確保數(shù)千枚電池串聯(lián)并聯(lián)正確連接。

Q：方形鋰離子電池在許多混合動力車輛和油電混動力汽車中得到應(yīng)用，它們的性能如何？

A：這種電池也有它的優(yōu)缺點。優(yōu)點是制造一個這樣的鋰離子電池相當(dāng)于大概50個小電池，工藝簡便，串聯(lián)并聯(lián)較少，更便于電池系統(tǒng)的管理。缺點是安全性存在問題，且不能強制增大能量密度，因此相應(yīng)性能會有所削減，同時成本推高，價格變化空間不大。

Q：鑒于鋰離子電池在IT市場的普及現(xiàn)狀，是否可以說隨著電動汽車的飛速發(fā)展，鋰離子電池的市場份額將進一步擴大？

A：這點從很多方面是可以預(yù)見的。世界各國大約在2010年推出電動汽車，僅僅過去七八年，鋰離子電池在電動汽車領(lǐng)域的需求量就幾乎與小型電子設(shè)備持平，而且據(jù)說似乎還更勝一籌。

Q：其市場規(guī)模有多少？

A：鋰離子電池的市場規(guī)模當(dāng)然會持續(xù)增加，到了2025年，毫無疑問其市場份額將是小型電子設(shè)備的10倍。就目前來看，技術(shù)層面完全可以達(dá)到這個目標(biāo)。那個時候（2025年）電動汽車將占汽車市場份額的15%左右，如果全面占領(lǐng)汽車市場的話，那市場份額可就是小型電子設(shè)備的60倍了。

Q：未來鋰離子電池價格會下降嗎？

A：由于大型企業(yè)已經(jīng)投產(chǎn)將近10 a，所以成本一直在穩(wěn)步下降，同時相關(guān)技術(shù)取得進步。比如某款車首次推出時，一次充電后可行駛200 km，如今已經(jīng)翻了一番，達(dá)到400 km。400 km的續(xù)航將來會有所改變，但是直到2025年可能都不會有太大的提升。人們希望續(xù)航里程達(dá)到700 km乃至1000 km，然而電池技術(shù)的革新將因此陷入困境，此外還會引發(fā)資源的相關(guān)問題。所以我認(rèn)為，2025年車載鋰離子電池在行駛里程方面不太可能有所延長。

未來車載鋰離子電池將面對兩種情況：第一種延長續(xù)航里程，這就需要增大電池能量密度，降低成本，這是兩個重要的挑戰(zhàn)。第二種受益于無人駕駛技術(shù)的成熟和汽車共享的新模式，無需更多的續(xù)航里程，所以電池的能量密度和成本都可以保持不變。

Q：如何來提高鋰離子電池的壽命？

A：從電池結(jié)構(gòu)入手，然后是材料。其研究需要關(guān)注如何處理電極的密度以及間隙的調(diào)整。電池的改進我必須考慮上面兩種情況，在某些時候，我確定未來會是第二種情況。

Q：您對下一代電池有何看法？

A：如之前所說，這取決未來朝著哪種情況發(fā)展。如果是第一種情況，我沒法令電池價格更便宜，但若是增大能量密度的話，我傾向使用空氣電池或硫正極全電池。盡管硫正極的研發(fā)是時下熱點，可坦白說它還處于基礎(chǔ)研究水平，即使2025年之后也離預(yù)期仍相去甚遠(yuǎn)。

全固態(tài)電池只是固體電解質(zhì)，它是一項基本技術(shù)，而非電池本身。固體電解質(zhì)的研發(fā)是全固態(tài)電池的決定性因素。東京工業(yè)大學(xué)的菅野教授的研究有可能提升全固態(tài)電池的性能。這是一種基于硫化物的固體電解質(zhì)，它與其中所含的鋰離子沒有太大的結(jié)合力。與之相對，氧化物固體電解質(zhì)的內(nèi)部物質(zhì)非常容易和鋰離子結(jié)合，雖然擁有良好的穩(wěn)定性，但是鋰離子很難自由移動。而硫化物固體電解質(zhì)則因為“寬松的環(huán)境”，擁有了高的離子電導(dǎo)率。

Q：日本的技術(shù)水平處于領(lǐng)先地位嗎？

A：至少目前為止是這樣，不過從最近提交的專利申請數(shù)量來看，中國和美國增長顯著。美國的基礎(chǔ)研究非常扎實。

現(xiàn)今歐洲還沒有一個具有影響力的電池制造商。無論是鋰離子電池還是智能手機，都不是歐洲制造的。可是涉及汽車制造，情況就有所不同了。我以前說過，歐洲材料制造商實力雄厚，現(xiàn)在他們可能還在沉睡，可一旦醒來，就材料領(lǐng)域來說，歐洲將成為日本的勁敵。