好奇心和執(zhí)著造就輝煌
吉野1948年1月出生于大阪府吹田市。小學(xué)時(shí)的吉野在學(xué)校非?；钴S，興趣也很廣泛，但真正喜歡上化學(xué)是在三四年級(jí)時(shí)。當(dāng)時(shí)教吉野的化學(xué)老師向他推薦了一本英國(guó)科學(xué)家法拉第著的《蠟燭的科學(xué)》，他看了之后開(kāi)始癡迷上化學(xué)，并且對(duì)一些化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象非常好奇，總想動(dòng)手試驗(yàn)，比如把鐵釘扔進(jìn)自己家沖洗廁所的鹽酸里，觀察氫的生成過(guò)程。不過(guò)，吉野當(dāng)時(shí)并沒(méi)有想到會(huì)走化學(xué)研究這條路，在一次接受采訪時(shí)他曾打趣說(shuō)，如果不是接觸到《蠟燭的科學(xué)》這本啟蒙書(shū)，或許自己會(huì)成為一名足球隊(duì)員。不過(guò)吉野現(xiàn)在仍然很喜歡體育，但不是足球，而是網(wǎng)球和高爾夫。
吉野高中畢業(yè)后考入京都大學(xué)工學(xué)部，攻讀石油化學(xué)專業(yè)，此后又繼續(xù)進(jìn)修工學(xué)研究科碩士課程。2005年，吉野獲得了大阪大學(xué)研究生院工學(xué)研究科博士學(xué)位。
從1972年至2017年，吉野在有名的旭化成株式會(huì)社先后擔(dān)任與鋰電池開(kāi)發(fā)運(yùn)營(yíng)相關(guān)的事業(yè)部負(fù)責(zé)人，其間撰寫(xiě)了《將碳材料變成電池負(fù)極》《鋰充電電池的開(kāi)發(fā)和技術(shù)動(dòng)向》等關(guān)于充電電池的多篇論文，并因成功開(kāi)發(fā)出鋰充電電池而獲得了國(guó)內(nèi)國(guó)際化學(xué)類的諸多獎(jiǎng)項(xiàng)。2019年6月，歐洲專利局授予吉野“歐洲發(fā)明家獎(jiǎng)”。
研究初期，吉野的團(tuán)隊(duì)就遇到了許多問(wèn)題，比如由于金屬鋰遇水易燃燒，電池的實(shí)驗(yàn)存在許多不安全因素。據(jù)吉野的一位同事回憶，一次早晨來(lái)到實(shí)驗(yàn)室，發(fā)現(xiàn)原本放在實(shí)驗(yàn)臺(tái)的電池不翼而飛，仔細(xì)查看才知道，電池在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生自燃，并且炸飛到墻上……在基礎(chǔ)研究階段，吉野只能孤軍作戰(zhàn)，忍耐著寂寞的每一個(gè)日夜，常常是以煙為伴，他說(shuō)這樣才能緩解內(nèi)心的巨大壓力。在制作鋰電池原型時(shí)，吉野善于聽(tīng)取同事的意見(jiàn)，及時(shí)糾正自己的錯(cuò)誤。
為解決鋰電池自燃這一難題，吉野與同事們絞盡腦汁，不遺余力地研究對(duì)策。在使用有機(jī)溶媒成功將白川英樹(shù)（2000年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主）發(fā)現(xiàn)的導(dǎo)電聚合物作為充電電池負(fù)極，并且對(duì)電池試制品進(jìn)行重鐵塊沖擊、步槍射擊等殘酷實(shí)驗(yàn)后，吉野的研發(fā)團(tuán)隊(duì)終于解決了電池自燃自爆的安全問(wèn)題。這些環(huán)境惡劣的實(shí)驗(yàn)，不知耗費(fèi)了吉野多少心血！用吉野的話說(shuō)，鋰電池實(shí)驗(yàn)成功的概率只有百萬(wàn)分之一，有如彩票中大獎(jiǎng)，或靠一己之力渡過(guò)“惡魔之川”（指美國(guó)的密西西比河，其西岸曾經(jīng)是許多人向往并冒著九死一生的危險(xiǎn)要去的地方）。1983年，吉野又利用美國(guó)物理學(xué)家約翰·古迪納夫發(fā)現(xiàn)的鈷酸鋰等鋰的過(guò)渡金屬氧化物，制造出鋰充電電池的原型。
之后，吉野又不斷研究，并與索尼等公司聯(lián)手，推動(dòng)鋰充電電池的實(shí)用化進(jìn)程。鋰電池一經(jīng)出現(xiàn)，便迅速在手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)和便攜式音樂(lè)播放器中廣泛使用，使鋰電池市場(chǎng)規(guī)模急速擴(kuò)大。據(jù)稱，僅2010年鋰電池的市場(chǎng)規(guī)模就高達(dá)1萬(wàn)億日元。如今，隨著電動(dòng)汽車(chē)等逐步進(jìn)入實(shí)用化階段，鋰電池作為電動(dòng)汽車(chē)的蓄電裝置必將應(yīng)用于更廣闊的領(lǐng)域。
掌握鋰電池核心技術(shù)
作為“日本鋰電池之父”，吉野幾十年來(lái)付出了巨大的艱辛。他在2004年出版的《鋰電池的故事》一書(shū)中中提到了鋰電池從燒瓶、燒杯的基礎(chǔ)研究，到商業(yè)化、市場(chǎng)化的成長(zhǎng)歷程。
吉野說(shuō)，2004年可以說(shuō)是全球IT化進(jìn)程加速、手機(jī)和筆記本電腦廣泛普及的時(shí)期。而其實(shí)早在1995年Windows 95電腦操作系統(tǒng)剛一問(wèn)世，鋰電池市場(chǎng)就開(kāi)始急速擴(kuò)大，不過(guò)直到 Windows 2000操作系統(tǒng)上市后，人們才開(kāi)始認(rèn)識(shí)到這一即將到來(lái)的全球大趨勢(shì)。那時(shí)，手機(jī)已經(jīng)廣泛普及并真正進(jìn)入3G時(shí)代?！朵囯姵氐墓适隆芬粫?shū)出版10年后，電腦操作系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到了Windows 10，電腦硬件功能和通訊速度超速發(fā)展，手機(jī)也實(shí)現(xiàn)了完全智能化。雖然鋰電池在這場(chǎng)IT變革當(dāng)中只是配角，但從研究初期就開(kāi)始涉足此領(lǐng)域的吉野卻目睹了這一IT巨變的過(guò)程，并且預(yù)見(jiàn)未來(lái)還將出現(xiàn)影響力超出IT變革的更大變革——那就是ET變革，即“環(huán)境與能源變革”（Environment & Energy）。
作為ET變革的先行者，汽車(chē)的電動(dòng)化在2010年便初露端倪，雖然經(jīng)歷了迂回曲折，但并未停止前進(jìn)的腳步。不過(guò)，僅僅單純的電動(dòng)化技術(shù)無(wú)法創(chuàng)造汽車(chē)電動(dòng)化的未來(lái)世界，必須與其他相關(guān)技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合。無(wú)人自動(dòng)駕駛技術(shù)一旦與電動(dòng)化技術(shù)相融合，很可能會(huì)引發(fā)社會(huì)的巨大變革。要想實(shí)現(xiàn)這一巨大變革，鋰電池技術(shù)起著至關(guān)重要的作用。雖然目前誰(shuí)也不知道ET變革將會(huì)創(chuàng)造一個(gè)怎樣的未來(lái)世界，但2019年7月吉野在宮崎日向的中央公民館演講時(shí)說(shuō)，下一次變革的動(dòng)力主要來(lái)自汽車(chē)制造商。到2025年，電動(dòng)汽車(chē)的普及率將達(dá)到15%，再之后將達(dá)到100%。屆時(shí)，第四次產(chǎn)業(yè)革命將成為現(xiàn)實(shí)，電池也將隨著汽車(chē)的環(huán)保而發(fā)生變化。吉野預(yù)測(cè)，2025年以后，電動(dòng)汽車(chē)將被賦予AI技術(shù)的無(wú)人自動(dòng)駕駛汽車(chē)所替代，那時(shí)將沒(méi)有私家車(chē)，地球環(huán)境變得更好，交通事故和交通堵塞等不利于社會(huì)的因素將驟減。對(duì)于個(gè)人而言，不僅可以大幅降低生活成本（吉野預(yù)測(cè)，利用自動(dòng)駕駛汽車(chē)出行的成本只有私家車(chē)成本的七分之一），而且還可以充分利用出行當(dāng)中的時(shí)間。
20世紀(jì)末到21世紀(jì)初，幾乎所有新出現(xiàn)的文明機(jī)器大都由鋰電池驅(qū)動(dòng)。目前，全球每年生產(chǎn)和使用的鋰電池超過(guò)10億個(gè)，已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)的基本能源，并廣泛使用于汽車(chē)和飛機(jī)中。目前普遍使用的鋰電池的原型都是由吉野開(kāi)發(fā)出來(lái)的，其基本結(jié)構(gòu)和制造工藝等所有的專利均屬旭化成公司所有。特別是隔膜這一鋰離子電池核心部件，可謂鋰電池的生命線，在技術(shù)處理上尤為困難，當(dāng)然利潤(rùn)也相當(dāng)高，而這項(xiàng)技術(shù)至今仍由旭化成公司牢牢掌握，占據(jù)著絕對(duì)領(lǐng)先的市場(chǎng)份額。這均應(yīng)歸功于吉野的研發(fā)貢獻(xiàn)。
將前輩理論發(fā)揚(yáng)光大
吉野的成功，可以說(shuō)主要受到兩個(gè)人的影響。一位是1981年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者福井謙一。作為學(xué)生，吉野常謙稱自己是福井的“孫子輩”。福井教授是吉野就讀京都大學(xué)工學(xué)部石油化學(xué)專業(yè)時(shí)的老師。雖然當(dāng)時(shí)吉野并未進(jìn)入福井的研究室受教，但卻深受福井“前線軌道理論”的影響。另外一位是前面提到的2000年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者白川英樹(shù)。白川教授是導(dǎo)電聚合物的發(fā)現(xiàn)者，而這一發(fā)現(xiàn)純屬偶然。當(dāng)時(shí)，白川教授在東京工業(yè)大學(xué)研究有機(jī)半導(dǎo)體時(shí)使用了聚乙炔黑粉。一次，研究生錯(cuò)把比正常濃度高出1000倍的催化劑加了進(jìn)去，結(jié)果聚乙炔結(jié)成了具有金屬光澤的導(dǎo)電薄膜。吉野根據(jù)白川教授的這一發(fā)現(xiàn)，想試著將安全性非常高的導(dǎo)電聚合物作為電池的負(fù)極。不過(guò)，電池光有負(fù)極不行，還要有正極。正極用什么材料呢？這是吉野遇到的一個(gè)難題。有一天，吉野看到牛津大學(xué)物理學(xué)家古迪納夫和在該校留學(xué)的水島公一在美國(guó)論文雜志上發(fā)表的一篇關(guān)于鈷酸鋰作為電池正極的論文，立即覺(jué)得這一說(shuō)法可行，隨即展開(kāi)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)電聚合物與鈷酸鋰真是“天生一對(duì)”。據(jù)吉野回憶：“他（古迪納夫）的發(fā)現(xiàn)給了我所需要的一切，鈷酸鋰運(yùn)行良好，能把現(xiàn)有的鎳鎘電池的重量減輕三分之一?！?/span>
但是，理論上的可行性并不能直接用于實(shí)踐，距離真正的成功，還要付出更多的艱辛。以往的鎳鎘充電電池和鉛鋅電池等因使用電解液充電放電，無(wú)法實(shí)現(xiàn)高電壓和大容量的目標(biāo)。而一次性鋰電池作為在電解液中加入了有機(jī)觸媒的高性能電池，因其電極為鋰金屬而非離子，在充電放電過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)鋰金屬變形、電池?fù)p壞甚至起火等危險(xiǎn)。
為了解決這一系列難題，吉野開(kāi)始潛心鉆研。他注意到白川英樹(shù)發(fā)現(xiàn)的導(dǎo)電聚合物作為負(fù)極材料很容易老化，而且難以小型化，他于是判斷，與導(dǎo)電聚合物的分子結(jié)構(gòu)相似的碳素材料可以替代之。經(jīng)過(guò)100多種碳素材料的試驗(yàn)之后，吉野鎖定了旭化成公司正在研究的高密度且結(jié)晶很大的特殊碳素纖維，并利用這種特殊碳素纖維進(jìn)行了反復(fù)試驗(yàn)。最終，吉野在1985年制成了與現(xiàn)在的鋰電池結(jié)構(gòu)相同的鋰電池原型。為了改進(jìn)鋰離子電池性能，吉野彰又對(duì)鋰離子電池進(jìn)行了多次技術(shù)改良，例如采用鋁箔做集流體，用聚乙烯薄膜做離子隔膜，對(duì)鋰離子電池的電解質(zhì)改進(jìn)，使其能夠提供更高的電壓，等等。1991年，吉野與古迪納夫合作發(fā)明的新型充電鋰電池被索尼公司推向市場(chǎng)，標(biāo)志著鋰電池的大規(guī)模使用。吉野與古迪納夫兩人也因此結(jié)下了深厚友誼。
此后，吉野每年都會(huì)去拜訪古迪納夫?；仡櫄v史，吉野表示：“電池技術(shù)是復(fù)雜又困難的學(xué)科交叉領(lǐng)域，它的發(fā)展需要多領(lǐng)域?qū)＜业墓餐?。在我看?lái)，鋰離子電池是集體智慧的成果?！倍?7歲高齡的古迪納夫仍然在繼續(xù)從事能源方面的研究，他希望能研發(fā)出高能量密度、高安全性的固態(tài)電池，從而解決人類潛在的能源危機(jī)。他說(shuō)：“我想在去世前解決這個(gè)問(wèn)題，我才九十多歲，還有時(shí)間?！?/span>
可以說(shuō)，新型鋰電池是吉野在古迪納夫、水島、福井和白川等不同領(lǐng)域?qū)W者們的理論引導(dǎo)下研發(fā)而誕生的，是吉野與另外一位被世界公認(rèn)為“鋰電池之父”的古迪納夫緊密合作的碩果。在現(xiàn)代社會(huì)，所有的一切都是由電力驅(qū)動(dòng)的。因此，為了社會(huì)能夠順利運(yùn)轉(zhuǎn)，電力必須長(zhǎng)期穩(wěn)定且價(jià)格低廉，吉野腦海里已經(jīng)涌現(xiàn)出更多的未來(lái)構(gòu)想，如制造出一個(gè)云充放電系統(tǒng)，讓車(chē)用高能量密度鋰電池為全社會(huì)所共同使用。
日本學(xué)者頻獲諾獎(jiǎng)
吉野是京都大學(xué)第11位獲得諾貝爾獎(jiǎng)的畢業(yè)生。該校提出的“自由的學(xué)風(fēng)”基本理念不僅培養(yǎng)了具有獨(dú)創(chuàng)性思維的優(yōu)秀人才，而且取得了諾獎(jiǎng)級(jí)別的研究成果。京都大學(xué)87歲的名譽(yù)教授佐佐木昭夫指出：“京都大學(xué)自創(chuàng)立以來(lái)所孕育的自由學(xué)風(fēng)，或許正成為孕育領(lǐng)先世界的獨(dú)創(chuàng)性研究的土壤。”京都大學(xué)校長(zhǎng)山極壽一也表示：“如果本大學(xué)的自由學(xué)風(fēng)能為這樣的榮譽(yù)做出一點(diǎn)貢獻(xiàn)，那將是一件非常令人高興的事情?！庇袛?shù)據(jù)顯示，2000年以后的日本諾獎(jiǎng)獲得者的獲獎(jiǎng)研究成果大都是在20世紀(jì)七八十年代取得的，比他們獲諾獎(jiǎng)的時(shí)間要早二三十年；如果再往前，甚至可以追溯到戰(zhàn)前的日本發(fā)展。
日本無(wú)論是戰(zhàn)前還是戰(zhàn)后，無(wú)論是經(jīng)濟(jì)上有所寬裕時(shí)期還是戰(zhàn)后收緊腰帶的日子，都不遺余力地投入大量資金，用于人才培養(yǎng)與技術(shù)開(kāi)發(fā)。隨后日本迎來(lái)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展時(shí)期，也正是這時(shí)，日本政府推出了“振興科學(xué)技術(shù)的綜合基本政策”，力爭(zhēng)將國(guó)民收入的2%用于科研。當(dāng)然現(xiàn)實(shí)是日本于1970年代便達(dá)到了這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，至今仍然在不斷加大投入，成為名副其實(shí)的科技大國(guó)。
另一方面，日本在很早之前就意識(shí)到自身在人才培養(yǎng)方面存在的不足，比如一味強(qiáng)調(diào)集體意識(shí)而極易磨滅個(gè)體的個(gè)性與才華。因此，日本政府于1947年頒布了《教育基本法》，即用和平主義和民主主義教育取代以往的國(guó)家主義和軍國(guó)主義教育，在教育目的和目標(biāo)上也更為人性化。