Dr. Akira Yoshino erfand die Lithium-Ionen-Batterie und entwickelte seine Idee kontinuierlich weiter. (Bildquelle: alle Asahi Kasei)

Dr. Akira Yoshino erfand die Lithium-Ionen-Batterie und entwickelte seine Idee kontinuierlich weiter. (Bildquelle: Asahi Kasei)

Akira Yoshino erfand 1983 durch die Einführung eines sicheren Anodenmaterials und einer hitzeempfindlichen Membran die erste moderne Lithium-Ionen-Batterie. Im Laufe seiner langen Karriere verbesserte er seine Erfindung kontinuierlich. „Akira Yoshino hat die Grundlage für die heutige Lithium-Ionen-Technologie und -Industrie geschaffen. Seine Erfindungen finden sich in Smartphones wieder, die Menschen auf der ganzen Welt verbinden. Sie ermöglichen zudem die Entwicklung von Elektrofahrzeugen“, sagte EPA-Präsident António Campinos. „Seine Technologie hat unsere Gesellschaft verändert, auch weil die Lizenzen, die anderen Unternehmen für die Nutzung seiner patentierten Erfindungen erteilt wurden, dazu beigetragen haben, die Vermarktung entscheidend zu beschleunigen.“

„Ich fühle mich sehr geehrt, den diesjährigen Europäischen Erfinderpreis erhalten zu haben“, kommentierte Yoshino seine Auszeichnung. „Der EPA-Präsident betonte in seiner Laudatio, meine Erfindung habe die Gesellschaft erheblich beeinflusst, darüber freue ich mich sehr.“ Außerdem hoffe er, so der Preisträger weiter, mit seiner Leistung den Technologiekonzern Asahi Kasei in Europa weiter bekannt zu machen. „Weiterhin erfüllt es mich mit großer Genugtuung, dass meine Erfindung zu Lösungen in Umweltfragen beiträgt, wie besorgt die europäischen Bürger hier sind, ist mir mit dieser Auszeichnung erneut bewusst geworden.“

Yoshinos Erfindung – eine kleine, leichte, wiederaufladbare Batterie mit ausreichender Speicherkapazität – hat dazu beigetragen, den Massenmarkt für tragbare elektronische Geräte zu erschließen, von Camcordern bis hin zu Laptops. Seine wiederaufladbaren Batterien werden heute weltweit in fast fünf Milliarden Mobiltelefonen verwendet und bilden ebenfalls die Basis für Elektrofahrzeuge. Vor der Erfindung der Lithium-Ionen-Batterie (LIB) mussten Verbraucher die Batterien entsorgen, wenn die gespeicherte Energie verbraucht war. Das war eine Herausforderung für Hersteller, die tragbare elektronische Geräte entwickelten.

Polyacetylen und Polyethylen brachten den Durchbruch

Dr. Akira Yoshino erhiet den European Inventor Award 2019.

Dr. Akira Yoshino erhiet den European Inventor Award 2019.

Die Ursprünge von Yoshinos Erfindung gehen in die 1970er Jahre zurück. Damals forschte er nach seinem Eintritt in das japanische Chemieunternehmen Asahi Kasei an elektrisch leitfähigen Polymeren. Der Durchbruch gelang, als er den Wert der damals entdeckten Eigenschaften von Polyacetylen und Lithium-Kobalt-Oxid erkannte: Der japanische Chemiker Hideki Shirakawa fand 1977 heraus, dass Polyacetylen leitfähig ist, während der amerikanische Physiker John Goodenough 1979 entdeckte, dass Lithium-Kobalt-Oxid an der Luft stabil bleibt. Yoshino bemerkte, dass die Verwendung einer Polyacetylen-Anode und einer Lithium-Cobaltoxid-Kathode seine Erfindung stabiler machen konnte als andere wiederaufladbare Batterien, die sich damals in der Entwicklung befanden. Er verwendete zudem eine dünne poröse Membran auf Polyethylenbasis, die als Trennwand zwischen den Materialien fungiert. Diese Membran hat eine Sicherheitsfunktion: Sobald sie schmilzt, wird die Funktion der überhitzten Batterie gestoppt, bevor sie in Brand geraten kann. Diese Membran, die das chemische Äquivalent einer Schmelzsicherung ist, wird heute immer noch eingesetzt, um das Brandrisiko für Lithium-Ionen-Batterien zu verringern.
Yoshinos erste wiederaufladbare Lithium-Ionen-Batterie wurde 1983 hergestellt. Im Jahr 1985 reichte Asahi Kasei die japanische Patentanmeldung für die Batterie ein und begann mit deren Vermarktung. Asahi Kasei lizenzierte das grundlegende LIB-Patent von Yoshino an andere Hersteller, darunter Sony, das die Technologie 1991 auf den Markt brachte.