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)時的吉野在學(xué)校非常活躍，興趣也很廣泛，但真正喜歡上化學(xué)是在三四年級時。當(dāng)時教吉野的化學(xué)老師向他推薦了一本英國科學(xué)家法拉第著的《蠟燭的科學(xué)》，他看了之后開始癡迷上化學(xué)，并且對一些化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象非常好奇，總想動手試驗，比如把鐵釘扔進自己家沖洗廁所的鹽酸里，觀察氫的生成過程。不過，吉野當(dāng)時并沒有想到會走化學(xué)研究這條路，在一次接受采訪時他曾打趣說，如果不是接觸到《蠟燭的科學(xué)》這本啟蒙書，或許自己會成為一名足球隊員。不過吉野現(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社先后擔(dān)任與鋰電池開發(fā)運營相關(guān)的事業(yè)部負責(zé)人，其間撰寫了《將碳材料變成電池負極》《鋰充電電池的開發(fā)和技術(shù)動向》等關(guān)于充電電池的多篇論文，并因成功開發(fā)出鋰充電電池而獲得了國內(nèi)國際化學(xué)類的諸多獎項。2019年6月，歐洲專利局授予吉野“歐洲發(fā)明家獎”。
研究初期，吉野的團隊就遇到了許多問題，比如由于金屬鋰遇水易燃燒，電池的實驗存在許多不安全因素。據(jù)吉野的一位同事回憶，一次早晨來到實驗室，發(fā)現(xiàn)原本放在實驗臺的電池不翼而飛，仔細查看才知道，電池在實驗過程中發(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日夜，常常是以煙為伴，他說這樣才能緩解內(nèi)心的巨大壓力。在制作鋰電池原型時，吉野善于聽取同事的意見，及時糾正自己的錯誤。
為解決鋰電池自燃這一難題，吉野與同事們絞盡腦汁，不遺余力地研究對策。在使用有機溶媒成功將白川英樹（2000年諾貝爾化學(xué)獎得主）發(fā)現(xiàn)的導(dǎo)電聚合物作為充電電池負極，并且對電池試制品進行重鐵塊沖擊、步槍射擊等殘酷實驗后，吉野的研發(fā)團隊終于解決了電池自燃自爆的安全問題。這些環(huán)境惡劣的實驗，不知耗費了吉野多少心血！用吉野的話說，鋰電池實驗成功的概率只有百萬分之一，有如彩票中大獎，或靠一己之力渡過“惡魔之川”（指美國的密西西比河，其西岸曾經(jīng)是許多人向往并冒著九死一生的危險要去的地方）。1983年，吉野又利用美國物理學(xué)家約翰·古迪納夫發(fā)現(xiàn)的鈷酸鋰等鋰的過渡金屬氧化物，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，推動鋰充電電池的實用化進程。鋰電池一經(jīng)出現(xiàn)，便迅速在手機、筆記本電腦、數(shù)碼相機、攝像機和便攜式音樂播放器中廣泛使用，使鋰電池市場規(guī)模急速擴大。據(jù)稱，僅2010年鋰電池的市場規(guī)模就高達1萬億日元。如今，隨著電動汽車等逐步進入實用化階段，鋰電池作為電動汽車的蓄電裝置必將應(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”，吉野幾十年來付出了巨大的艱辛。他在2004年出版的《鋰電池的故事》一書中中提到了鋰電池從燒瓶、燒杯的基礎(chǔ)研究，到商業(yè)化、市場化的成長歷程。
吉野說，2004年可以說是全球IT化進程加速、手機和筆記本電腦廣泛普及的時期。而其實早在1995年Windows 95電腦操作系統(tǒng)剛一問世，鋰電池市場就開始急速擴大，不過直到 Windows 2000操作系統(tǒng)上市后，人們才開始認識到這一即將到來的全球大趨勢。那時，手機已經(jīng)廣泛普及并真正進入3G時代。《鋰電池的故事》一書出版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，手機也實現(xiàn)了完全智能化。雖然鋰電池在這場IT變革當(dāng)中只是配角，但從研究初期就開始涉足此領(lǐng)域的吉野卻目睹了這一IT巨變的過程，并且預(yù)見未來還將出現(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，汽車的電動化在2010年便初露端倪，雖然經(jīng)歷了迂回曲折，但并未停止前進的腳步。不過，僅僅單純的電動化技術(shù)無法創(chuàng)造汽車電動化的未來世界，必須與其他相關(guān)技術(shù)進行聯(lián)合。無人自動駕駛技術(shù)一旦與電動化技術(shù)相融合，很可能會引發(fā)社會的巨大變革。要想實現(xiàn)這一巨大變革，鋰電池技術(shù)起著至關(guān)重要的作用。雖然目前誰也不知道ET變革將會創(chuàng)造一個怎樣的未來世界，但2019年7月吉野在宮崎日向的中央公民館演講時說，下一次變革的動力主要來自汽車制造商。到2025年，電動汽車的普及率將達到15%，再之后將達到100%。屆時，第四次產(chǎn)業(yè)革命將成為現(xiàn)實，電池也將隨著汽車的環(huán)保而發(fā)生變化。吉野預(yù)測，2025年以后，電動汽車將被賦予AI技術(shù)的無人自動駕駛汽車所替代，那時將沒有私家車，地球環(huán)境變得更好，交通事故和交通堵塞等不利于社會的因素將驟減。對于個人而言，不僅可以大幅降低生活成本（吉野預(yù)測，利用自動駕駛汽車出行的成本只有私家車成本的七分之一），而且還可以充分利用出行當(dāng)中的時間。
20世紀末到21世紀初，幾乎所有新出現(xiàn)的文明機器大都由鋰電池驅(qū)動。目前，全球每年生產(chǎn)和使用的鋰電池超過10億個，已經(jīng)成為現(xiàn)代社會的基本能源，并廣泛使用于汽車和飛機中。目前普遍使用的鋰電池的原型都是由吉野開發(fā)出來的，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)然利潤也相當(dāng)高，而這項技術(shù)至今仍由旭化成公司牢牢掌握，占據(jù)著絕對領(lǐng)先的市場份額。這均應(yīng)歸功于吉野的研發(fā)貢獻。
將前輩理論發(fā)揚光大
吉野的成功，可以說主要受到兩個人的影響。一位是1981年諾貝爾化學(xué)獎獲得者福井謙一。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)時的老師。雖然當(dāng)時吉野并未進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)獎獲得者白川英樹。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，白川教授在東京工業(yè)大學(xué)研究有機半導(dǎo)體時使用了聚乙炔黑粉。一次，研究生錯把比正常濃度高出1000倍的催化劑加了進去，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極。不過，電池光有負極不行，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，立即覺得這一說法可行，隨即展開實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)電聚合物與鈷酸鋰真是“天生一對”。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，鈷酸鋰運行良好，能把現(xiàn)有的鎳鎘電池的重量減輕三分之一。”
但是，理論上的可行性并不能直接用于實踐，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，無法實現(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，在充電放電過程中會出現(xiàn)鋰金屬變形、電池損壞甚至起火等危險。
為了解決這一系列難題，吉野開始潛心鉆研。他注意到白川英樹發(fā)現(xiàn)的導(dǎo)電聚合物作為負極材料很容易老化，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100多種碳素材料的試驗之后，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行了反復(fù)試驗。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。為了改進鋰離子電池性能，吉野彰又對鋰離子電池進行了多次技術(shù)改良，例如采用鋁箔做集流體，用聚乙烯薄膜做離子隔膜，對鋰離子電池的電解質(zhì)改進，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，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，吉野每年都會去拜訪古迪納夫。回顧歷史，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ΑＴ谖铱磥恚囯x子電池是集體智慧的成果。”而97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。他說：“我想在去世前解決這個問題，我才九十多歲，還有時間。”
可以說，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為“鋰電池之父”的古迪納夫緊密合作的碩果。在現(xiàn)代社會，所有的一切都是由電力驅(qū)動的。因此，為了社會能夠順利運轉(zhuǎn)，電力必須長期穩(wěn)定且價格低廉，吉野腦海里已經(jīng)涌現(xiàn)出更多的未來構(gòu)想，如制造出一個云充放電系統(tǒng)，讓車用高能量密度鋰電池為全社會所共同使用。
日本學(xué)者頻獲諾獎
吉野是京都大學(xué)第11位獲得諾貝爾獎的畢業(yè)生。該校提出的“自由的學(xué)風(fēng)”基本理念不僅培養(yǎng)了具有獨創(chuàng)性思維的優(yōu)秀人才，而且取得了諾獎級別的研究成果。京都大學(xué)87歲的名譽教授佐佐木昭夫指出：“京都大學(xué)自創(chuàng)立以來所孕育的自由學(xué)風(fēng)，或許正成為孕育領(lǐng)先世界的獨創(chuàng)性研究的土壤。”京都大學(xué)校長山極壽一也表示：“如果本大學(xué)的自由學(xué)風(fēng)能為這樣的榮譽做出一點貢獻，那將是一件非常令人高興的事情。”有數(shù)據(jù)顯示，2000年以后的日本諾獎獲得者的獲獎研究成果大都是在20世紀七八十年代取得的，比他們獲諾獎的時間要早二三十年；如果再往前，甚至可以追溯到戰(zhàn)前的日本發(fā)展。
日本無論是戰(zhàn)前還是戰(zhàn)后，無論是經(jīng)濟上有所寬裕時期還是戰(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)開發(fā)。隨后日本迎來經(jīng)濟高速發(fā)展時期，也正是這時，日本政府推出了“振興科學(xué)技術(shù)的綜合基本政策”，力爭將國民收入的2%用于科研。當(dāng)然現(xiàn)實是日本于1970年代便達到了這個標(biāo)準，至今仍然在不斷加大投入，成為名副其實的科技大國。
另一方面，日本在很早之前就意識到自身在人才培養(yǎng)方面存在的不足，比如一味強調(diào)集體意識而極易磨滅個體的個性與才華。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家主義和軍國主義教育，在教育目的和目標(biāo)上也更為人性化。