早在2019年的一次技術(shù)研討會(huì)上,94歲高齡的豐田章一郎曾步履蹣跚,親自到愛知縣拜訪了鋰離子電池創(chuàng)始人、后來(lái)的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者吉野彰。
豐田章一郎是豐田汽車現(xiàn)任社長(zhǎng)豐田章男的父親,也是豐田1982年 “工銷合并” (豐田汽車工業(yè)和豐田汽車銷售合并)后的首任掌門人。退居幕后多年,他早已把公司的經(jīng)營(yíng)托付給長(zhǎng)子,但面對(duì)關(guān)乎企業(yè)生死的 “新四化” 拐點(diǎn),他依舊對(duì)未來(lái)感到不安。
吉野彰則生于1858年,是鋰離子電池的開發(fā)者,不僅如此,他還是繼2010年根岸英一、鈴木章之后獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的第八位日本人,第二位獲得諾貝爾獎(jiǎng)的日本企業(yè)研究人員。正是在行業(yè)危機(jī)感的驅(qū)使下,豐田章一郎才決定冒著年事已高的危險(xiǎn)與吉野彰交流見面。
現(xiàn)如今,鋰離子電池已經(jīng)與汽車新四化的轉(zhuǎn)型息息相關(guān),甚至還決定著未來(lái)產(chǎn)業(yè)演進(jìn)的方向,而鋰離子電池搭載于筆記本電腦等數(shù)碼產(chǎn)品上,其競(jìng)爭(zhēng)也已進(jìn)入白熱化階段。但是在吉野彰投身鋰離子電池研發(fā)的十幾年前,連他本人,都未曾料到相關(guān)技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用能如此廣闊。
最早采用鋰離子電池的是攝像機(jī),吉野彰團(tuán)隊(duì)曾設(shè)想過(guò),只要抓住攝像機(jī)市場(chǎng),就能收獲預(yù)期的盈利目標(biāo),但是十年后,鋰離子電池竟能成為撬動(dòng)多個(gè)行業(yè)轉(zhuǎn)型的杠桿。在他看來(lái),當(dāng)下鋰離子電池的市場(chǎng)潛力已是當(dāng)初預(yù)想的500倍之高。
從研發(fā)襁褓到“達(dá)爾文之海”
在吉野彰看來(lái),鋰離子電池早期的研發(fā)之路,遠(yuǎn)比自己設(shè)想的更為艱難。最初的研究是從1981年開始的,不過(guò),他那時(shí)候聚焦的領(lǐng)域并不是鋰離子電池。在日本,白川英樹教授發(fā)明了聚乙炔導(dǎo)電塑料,并因此拿下二十世紀(jì)最后一個(gè)諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),在學(xué)界名噪一時(shí),該事件給了同屬化學(xué)研究陣營(yíng)的吉野彰極大的影響。
吉野彰曾向日本雜志回憶說(shuō),由于離子在電化學(xué)領(lǐng)域有流動(dòng)的特性,因此他認(rèn)為,離子或許能用于電池的負(fù)極材料,但是,剛開始卻很難找到適合這種負(fù)極材料的正極材料。一直到后來(lái),美國(guó)德克薩斯大學(xué)的研究人員展示了鈷酸鋰正極相結(jié)合的新發(fā)現(xiàn),業(yè)界才研發(fā)出比鎳氫電池輕三分之一的新型電池。
“當(dāng)時(shí),我的想法和很多學(xué)者不一樣。”
從市場(chǎng)的實(shí)際需求來(lái)看,那時(shí)候大部分人都在強(qiáng)調(diào)電池的輕量化,但吉野彰卻一直相信,未來(lái)的電池,小型化一定是剛需。“遺憾的是,聚乙炔是塑料制成,體積和之前的電池沒什么不同。在各種材料的反復(fù)試驗(yàn)中,我發(fā)現(xiàn)旭化成研究的特殊晶體結(jié)構(gòu)的新碳纖維,就試著用碳纖維代替聚乙炔,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中得到了很好的反饋,這就是鋰離子電池的前身。”
鋰離子電池的研發(fā),主要有三個(gè)階段:
第一階段是基礎(chǔ)研究,正如上文介紹的研發(fā)細(xì)節(jié);第二階段是商業(yè)化探討,讓技術(shù)適應(yīng)市場(chǎng)的需求,如安全性和成本;第三階段,則是大規(guī)模生產(chǎn)后的落地銷售。
但是,所有的創(chuàng)新技術(shù)到商業(yè)化量產(chǎn)之間,有隔著一個(gè)巨大的鴻溝,科研界把它稱之為“達(dá)爾文之海”(Darwinian Sea),所有的技術(shù)和市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn),都會(huì)在大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化之前成為平靜海面下潛涌的渦流。
鋰離子電池也曾遭遇同樣的困境。
吉野彰講述說(shuō),鋰離子電池的正式商業(yè)化,始于1991年,但是這一類型的電池在推向市場(chǎng)的初期并不受歡迎。
“旭化成開發(fā)的鋰電池產(chǎn)品,剛開始一度無(wú)人問(wèn)津,但真正的轉(zhuǎn)機(jī)來(lái)自1995年。這一年對(duì)于我們太重要了,因?yàn)閺哪菚r(shí)起,全球進(jìn)入了移動(dòng)智能時(shí)代,整個(gè)世界走向了移動(dòng)互聯(lián),手機(jī)和平板電腦等都需要使用大量鋰電池,鋰電子電池也呈現(xiàn)了幾何級(jí)增長(zhǎng)。”
劃時(shí)代的拐點(diǎn),讓吉野彰終生難忘。
他曾在接受日本媒體采訪時(shí)表示,1995年,微軟發(fā)布了具有拐點(diǎn)意義的Windows95操作系統(tǒng),帶著IE瀏覽器等一系列新應(yīng)用一路狂奔,可謂所向披靡,讓全球科技界對(duì)新系統(tǒng)的橫空出世充滿尖叫。也是在那年的分水嶺之后,鋰電池引領(lǐng)了全球的搶購(gòu)風(fēng)潮,吉野彰等一眾科學(xué)家的最新成果,也獲得了世界學(xué)界和專家的認(rèn)同和共鳴。
平地一聲雷。
那幾年,真是頗具戲劇性的變革。
1995年以后,吉野彰的研究課題也發(fā)生了巨大變化,新的關(guān)于鋰離子電池的方向,如容量的極限、成本、發(fā)熱風(fēng)險(xiǎn)等層出不窮。“盡管很多科研方向被周圍人嘲笑,他們偏執(zhí)地認(rèn)為不可能實(shí)現(xiàn),但是我依然相信自己,繼續(xù)研發(fā),因?yàn)槲蚁嘈,社?huì)爆發(fā)式的要求終將倒逼著鋰離子電池的技術(shù)革新。”
吉野彰回憶說(shuō),在微軟劃時(shí)代變革的同時(shí),高速通信技術(shù)、GPS等也帶動(dòng)了市場(chǎng)的發(fā)展。上世紀(jì)八十年代,微軟還是一家位于郊區(qū)的初創(chuàng)公司,他自己也剛開始研究電池,事后想想,這十五年的時(shí)間,對(duì)于鋰電池來(lái)說(shuō)是孕育和成長(zhǎng)的關(guān)鍵階段。
2025年將是關(guān)鍵拐點(diǎn)
“電池產(chǎn)業(yè),正在向中國(guó)和韓國(guó)轉(zhuǎn)移。”
在吉野彰看來(lái),這是日本業(yè)界不得不面對(duì)的最大現(xiàn)實(shí)。“領(lǐng)先的日本電池產(chǎn)業(yè)日漸衰退,原因其實(shí)非常簡(jiǎn)單明了,平板電腦等電子產(chǎn)品,日本曾經(jīng)稱霸世界,但制造卻轉(zhuǎn)移到了韓國(guó)和中國(guó)等國(guó)家。相比在日本生產(chǎn),電池在中韓兩國(guó)本地化生產(chǎn)會(huì)更好。”
當(dāng)然,在電池使用的材料方面,日本依舊有巨大優(yōu)勢(shì)。吉野彰近日在接受《日本經(jīng)濟(jì)新聞》采訪時(shí)表示,只要技術(shù)革新持續(xù)下去,電池材料的革新也會(huì)持續(xù)下去,只要日本汽車產(chǎn)業(yè)在世界上擁有優(yōu)勢(shì)地位,電池的競(jìng)爭(zhēng)力也能一直維持下去,這和半導(dǎo)體和液晶顯示器等領(lǐng)域的發(fā)展有相似的邏輯。
日本電池產(chǎn)業(yè)完全潰敗,只會(huì)有一個(gè)原因,那就是日本的汽車產(chǎn)業(yè)全軍覆沒。當(dāng)然,這樣的概率幾乎不可能發(fā)生。
決定勝負(fù)的拐點(diǎn),將何時(shí)到來(lái)?
在被問(wèn)及日本電池產(chǎn)業(yè)與中韓兩國(guó)交鋒的“決定性一戰(zhàn)”時(shí),吉野彰認(rèn)為2025年是一特殊轉(zhuǎn)折點(diǎn),不僅關(guān)乎國(guó)家之間的角逐,亦關(guān)乎電動(dòng)車電池的產(chǎn)業(yè)劇變。
“我曾多次強(qiáng)調(diào)過(guò),IT領(lǐng)域的革命在昔日有15年的準(zhǔn)備時(shí)間,而ET(Energy & Environment Technology)革命的情況也大致相同。在我看來(lái),電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)電池的啟動(dòng)時(shí)間,是從2010年日產(chǎn)聆風(fēng)Leaf上市的時(shí)候開始的,考慮到接下來(lái)15年的過(guò)渡時(shí)間,2025年將非常關(guān)鍵。”
按照吉野彰的預(yù)測(cè),行業(yè)劇變距今只有4年時(shí)間,但他同時(shí)也分析說(shuō),每家汽車制造商都在秣馬厲兵,身處技術(shù)研發(fā)的最前沿,他們已經(jīng)提前嗅到了機(jī)會(huì)。
另一個(gè)契機(jī),是自動(dòng)駕駛的發(fā)展。
“2025年以后,自動(dòng)駕駛等轉(zhuǎn)型將更徹底,這樣一來(lái),行業(yè)又會(huì)出現(xiàn)新的課題,特別是谷歌、安卓等研發(fā)的一系列操作系統(tǒng)。當(dāng)下的汽車業(yè)態(tài),本質(zhì)上還需要人類操控車輛,一旦進(jìn)入更高階的自動(dòng)駕駛,人工智能將主導(dǎo)更多。”吉野彰表態(tài)稱,業(yè)界現(xiàn)階段都在追求電池的續(xù)航距離,但未來(lái),耐用性將變得越來(lái)越重要。
他特意提到了美國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。
來(lái)自谷歌的自動(dòng)駕駛將在2025年后更加成熟,蘋果這樣的科技公司也即將跨界造車,根據(jù)當(dāng)下的資料,蘋果將使用磷酸鐵陰極材料,雖然能量密度算高,但耐久性出眾——這也意味著,蘋果著眼于未來(lái)無(wú)人駕駛領(lǐng)域所需要的東西,他們已經(jīng)提前關(guān)注到這一趨勢(shì),我們必須要警惕。
2025年以后的行業(yè),會(huì)變成什么樣呢?
吉野彰較為關(guān)注的,是電池再回收業(yè)務(wù)。
當(dāng)下,已有不少中國(guó)企業(yè)收購(gòu)跨國(guó)的鈷采礦廠,有試圖從資源上對(duì)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手進(jìn)行包圍的動(dòng)向。“行業(yè)里總會(huì)出現(xiàn)部分投機(jī)性行為,資源從絕對(duì)的體量來(lái)說(shuō)沒有問(wèn)題,但資源的價(jià)格還是會(huì)上漲。因此,即使市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到2025年的拐點(diǎn),我個(gè)人認(rèn)為,在那之后,資源的再利用將是有意思的一個(gè)話題。”
關(guān)于再利用技術(shù),哪里的研究進(jìn)展最快?
吉野彰的答案,是礦山公司。
“對(duì)于這些上游企業(yè),再利用的技術(shù)已經(jīng)掌握了,問(wèn)題是,誰(shuí)來(lái)收集用完的鋰離子電池?放眼全球,廢舊電池收集的成本已經(jīng)非常高了。也有人認(rèn)為,再回收的鈷和鎳,成本過(guò)高,很難作為商業(yè)化再利用的關(guān)鍵一環(huán),但現(xiàn)在最棘手的問(wèn)題,還是由誰(shuí)來(lái)負(fù)責(zé)高效回收電池,我相信,如果能在回收上建立健全的機(jī)制,未來(lái)也能起到抑制資源價(jià)格投機(jī)性波動(dòng)的效果。”
常年身居研發(fā)一線,吉野彰深諳電池產(chǎn)品的演化路徑,也深知新四化拐點(diǎn)的汽車行業(yè),試錯(cuò)成本日漸高昂。
當(dāng)然,與焦慮的豐田章一郎一樣,吉野彰也在探索究竟該如何擁抱充滿變數(shù)的未來(lái),這是豐田的困惑,是行業(yè)的難題,也是吉野彰最為關(guān)心的下一個(gè)課題。
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