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吉野彰荣获2019年诺贝尔化学奖,日本人获奖人数达到27人

2019年10月10日 科学・技术奖

2019年10月9日瑞典皇家科学院宣布,将2019年诺贝尔化学奖授予约翰·古迪纳夫(John B. Goodenough、97岁)、M·斯坦利·威廷汉(M. Stanley Whittingham、77岁)和吉野彰(Akira Yoshino、71岁),以表彰他们为锂离子电池发展做出的贡献。

至此,日本人获得诺贝尔奖人数达到27人(含后加入美国籍的中村修二博士)。吉野彰是继2010年根岸英一氏、鈴木章氏之后获得诺贝尔化学奖的第8位日本人,也是第2位获得诺贝尔奖的日本企业研究人员,同时也是第22位获得自然科学类诺贝尔奖的日本科学家。

吉野彰荣获2019年诺贝尔化学奖,日本人获奖人数达到27人

吉野彰在诺贝尔奖获奖发布会上(图片取自日本NHK的报道)

消息刚公布,日本首相安倍晋三随即发出推特,祝贺吉野彰获奖。安倍在推文中写道:“衷心祝贺吉野博士获得诺贝尔化学奖。锂离子电池在手机等应用中改变了全世界每个人的生活。我为此感到由衷的骄傲。期待今后取得更大的成就。”

吉野彰荣获2019年诺贝尔化学奖,日本人获奖人数达到27人

日本首相安倍晋三的推特截屏

吉野彰1948年出生于日本大阪,他是目前智能手机、电动汽车等诸多产品中使用的锂离子电池的开发者、旭化成公司研究员,旭化成株式会社吉野研究室室长,同时还是京都大学大学院工学研究专业特命教授、名城大学教授。

吉野彰荣获2019年诺贝尔化学奖,日本人获奖人数达到27人

吉野彰2004年获得日本政府颁发的“紫绶奖章”,2019年获得“欧洲发明家奖” (图片取自日本NHK的报道)

上世纪八十年代,伴随着手机和笔记本电脑等便携产品的出现,传统的镍氢电池已经不能满足需求,人们热切期望能有大容量、小型轻便的可充电电池。可是当时阴极采用金属锂的可充电电池虽然化学反应性高,但存在着析出枝晶从而导致电池燃烧和爆炸的危险,伴随着充放电过程电池性能急剧劣化的问题,未能实际应用。

1979年,古迪纳夫发现钴酸锂(后又发现了锰基尖晶石和磷酸铁锂)适合作为阴极材料,降低了由金属锂做阴极材料的锂电池的安全隐患。

1981年吉野彰发现具有导电性能的聚乙炔,可以用作采用有机溶剂的可充电电池的负极,之后他应用古迪纳夫的发现,在正极采用钴酸锂(LiCoO2),于1983年开发出了锂离子电池的原型,从而在电池中消除了金属锂,提高了电池的安全性。

但是用作负极的聚乙炔存在着比重低、电池容量无法提高以及不够稳定的缺点,对此,吉野彰经过不断尝试,于1985年开发出了用碳基材料作为负极,正极依旧为钴酸锂的新型锂离子二次电池 (LIB) ,从而确立了现代锂离子电池的基本框架。

吉野彰荣获2019年诺贝尔化学奖,日本人获奖人数达到27人

吉野彰开发的锂离子电池原理(图片取自旭化成官网)

在此之后,为了改进锂离子电池性能,吉野彰又对锂离子电池进行了多次技术改良,先后开发出了将铝箔用作正极集流体的技术、聚乙烯薄膜做离子隔膜确保电池安全性能的隔膜技术、保护电路充放电技术、电极及电池构造技术等一系列的产品技术,制造出了安全且输出电压可以达到4V、接近金属锂电池的锂离子电池。

1991年,吉野彰的开发的电池由旭化成和索尼共同推向市场,迅速成为被手机、笔记本电脑、数码相机、电动汽车等电子产品广泛使用的电池产品。2010年锂离子电池的市场规模达到了1万亿日元。

在10月9日晚的诺贝尔奖获奖发布会上,吉野彰表示还要继续对锂离子电池进行挑战。他说:“锂离子电池现在又发现了许多用过去的理论无法解释的现象,所以现在是重回原点,重新审视锂离子电池的时候了。我对此充满向往”。

吉野彰荣获2019年诺贝尔化学奖,日本人获奖人数达到27人

吉野彰在诺贝尔奖获奖发布会上(图片取自日本NHK的报道)

学历
1970年3月 京都大学工学部石油化学专业
1972年3月 京都大学工学研究专业 硕士
2005年3月 大阪大学工学研究科博士(工学)学位

职业经历
1972年4月 旭化成株式会社(原旭化成工业株式会社)入职
1982年10月 旭化成株式会社川崎技术研究所
1992年3月 旭化成株式会社离子二次电池事业推进部商品开发组 组长
1994年8月 株式会社A&T蓄电池技术开发部 部长
1997年4月 旭化成株式会社锂离子二次电池事业推进室 室长
2001年5月 旭化成株式会社电池材料事业开发室 室长
2003年10月 就任旭化成特别研究员
2005年8月 旭化成株式会社吉野研究室 室长
2010年4月 技术研究组锂离子电池材料评价研究中心 理事长(现职)
2015年10月 旭化成株式会社顾问、九州大学 能源基础技术国际教育研究中心 客座教授(现职)
2017年7月 名城大学研究生院理工学研究科 教授(现职)
2017年10月 旭化成株式会社名誉特别研究员(现职)
2019年6月 九州大学绿色技术研究教育中心访问教授(现职)

获得的主要奖项
1999年 化学技术奖(日本化学会)
1999年 Technical Award of Battery Division(美国电气化学学会)
2001年 市村产业奖功绩奖(新技术开发财团)
2001年 关东地区发明表彰文部科学大臣发明奖励奖(发明协会)
2002年 全国发明表彰文部科学大臣发明奖(发明协会)
2003年 文部科学大臣奖科学技术功劳者(文部科学省)
2004年 紫绶褒章(日本政府)
2011年 山崎贞一奖(材料科学技术振兴财团)
2011年 C&C奖(NEC C&C财团)
2012年 IEEE Medal for Environmental and Safety Technologies(IEEE)
2013年 The Global Energy Prize(俄罗斯全球能源大奖)
2013年 加藤纪念奖(加藤科学振兴会)
2014年 The Charles Stark Draper Prize(全美技术学会)
2016年 NIMS奖2016(物质·材料研究机构)
2018年 Japan Prize(国际科学技术财团)
2019年 欧洲发明家奖(欧洲专利厅)
2019年 诺贝尔化学奖(瑞典皇家科学院)

主要论文
《碳材料成为电池负极的路程》TANSO (1999) No.186 45-49
吉野彰
《锂离子二次电池的开发与最新技术动向》日本化学会志 (2000)No.8, 523-534
吉野彰、大塚健司、中岛孝之、小山章、中条聪
“Development of Lithium Ion Battery” Mol. Cryst. and Liq.Cryst., 2000, Vol.340, 425-429
Akira Yoshino
“Development Process and the Latest Trend for Lithium-Ion Battery technology in Japan”
Chinese Journal of Power Sources (2001) Vol. 25, No.6, 416-422
Akira Yoshino
“Cathode Properties of Phospho-Olivine LiMPO4 for Lithium Secondary Batteries”
Journal of Power Sources 97-98 (2001) 430-432
Shigeto Okada, Shoichiro Sawa, Minato Egashira, Jyun-ichi Yamaki, Mitsuharu Tabuchi, Hiroyuki Kageyama, Tokuzo Konishi, Akira Yoshino
“Overview of Carbonaceous Materials for Lithium Ion Battery”
Mol. Cryst. and Liq.Cryst., 2002, Vol.388, 575-579
Akira Yoshino

主要专利
注册号码 发明名称 申请日期 注册日期 发明者姓名
1989293 二次电池 1985年5月10日 1995年11月8日 吉野彰、实近健一、中岛孝之
2128922 非水系二次电池 1984年5月28日 1997年5月2日 实近健一、吉野彰
2642206 防爆型二次电池 1989年12月28日 1997年5月2日 吉野彰、中西和彦、小野晃
2668678 二次电池 1986年11月8日 1997年7月4日 吉野彰、四方雅彦
3035677 附带安全元件的二次电池 1991年9月13日 2000年2月25日 吉野彰、井上克
USP 4,668,595 Secondary Battery 1985年5月10日 1987年5月26日 吉野彰、实近健一、中岛孝之

关联报道
2018年04月26日 锂电池普及之父:“磨炼洞察力,挑战世纪级重大发现和发明”
2018年02月20日 吉野彰博士等3人获日本国际奖

文 曹晖 JST 客观日本编辑部