Creator of a rechargeable world – Asahi Kasei Honorary Fellow Akira Yoshino received the Nobel Prize in Chemistry 2019


Dr. Akira Yoshino, Honorary Fellow at Asahi Kasei, has won this year's Nobel Prize in Chemistry, the Royal Swedish Academy of Sciences announced on October 9 in Stockholm. Yoshino, 71, a professor at Meijo University, Japan, shares the prize with two other scientists for their development of lithium-ion batteries – Professor John B. Goodenough from the US and chemist M. Stanley Whittingham from Great Britain. Their invention is used as rechargeable batteries for mobile phones, laptop computers and other devices. It can also store significant amounts of energy from solar and wind power, making possible a fossil fuel-free society, and will be an important driver for the electrification in the automotive industry.

When Yoshino arrived at the news conference venue in Tokyo on Wednesday evening, the Asahi Kasei staff that had gathered gave him a standing ovation. "I was more befuddled than I was happy", Yoshino said of his initial feelings.

"Dr. Akira Yoshino created the foundation of today's lithium-ion technology and industry. His inventions can be found in smartphones that connect people around the world and are enabling the emergence of electric vehicles. We are very proud and grateful to have Yoshino still with us at Asahi Kasei", said Hideki Tsutsumi, Managing Director Asahi Europe GmbH.

“I am greatly honored to receive this year’s Nobel Prize in Chemistry, together with the pioneering scientists John B. Goodenough and M. Stanley Whittingham.  It was gratifying that the Royal Swedish Academy said my invention significantly impacted society,” commented Dr. Akira Yoshino. “I am humbled that my invention is contributing to solutions for a better and sustainable world.”

With the spread of mobile electronic devices such as the Sony Walkman from the 1970s, the need for lightweight and compact rechargeable batteries to replace the common and non-rechargeable primary cells increased. Lithium was identified early on as a powerful anode material for rechargeable batteries. However, the easy inflammability and susceptibility to short circuits with the cathode posed great challenges to science and for a long time prevented the practical use of lithium-ion batteries.

Good sense of smell

“There was a lot of R&D on portable electronics in the 1980s, and so small and lightweight batteries, with high energy density and rechargeability were also needed. But nobody really knew what kind of rechargeable battery was going to be needed. The big buzzword at first was “portable”, soon joined by “cordless” and “wireless”. I just sort of sniffed out the direction that trends were moving. You could say I had a good sense of smell”, Yoshino told about these early years.

Unlock the mass market for portable electronic devices

Yoshino's development of a small, lightweight, rechargeable battery with a sufficient storage capacity has helped to unlock a mass market in portable electronic devices, ranging from camcorders to laptop computers. His rechargeable batteries are used in nearly five billion mobile phones worldwide today and have enabled the emergence of electric vehicles. Prior to his invention of the lithium-ion battery (LIB), users had to discard batteries when the energy contained in their materials ran out, which posed a challenge to manufacturers developing portable electronic products.

The commercialization of the rechargeable lithium-ion battery was driven forward in the early 1990s by Sony and a joint venture between Toshiba and Asahi Kasei. The lithium-ion battery opened the path for mobile electronic devices such as smartphones or notebooks to spread rapidly worldwide and, with its application in electromobility, represents an important future technology for the automotive industry as well. Mobility in everyday life would be impossible without the successful commercialization of this technology. By combining existing and original technologies, Dr. Akira Yoshino made the lithium-ion battery in its current form possible in 1985.

Early research work

The origins of Yoshino's invention can be found in his early research into electrically conductive polymers, carried out after joining Japanese chemical company Asahi Kasei in the early 1970s. His breakthrough came when he realized the value of the properties of polyacetylene and lithium cobalt oxide discovered at that time. In 1977 Japanese chemist Hideki Shirakawa demonstrated that the first is conductive, and two years later in 1979, US physicist John Goodenough discovered that the latter is stable in air. Yoshino understood that using a polyacetylene anode and a lithium cobalt oxide cathode could make his invention more stable than other rechargeable batteries in development at the time.

Historic discoveries occur by chance. It was December 1982, and Yoshino's workplace was undergoing a year-end office cleaning. With nothing to do that afternoon, Yoshino picked up an overseas research paper that he had ordered a while ago but had not had a chance to read. Flipping through the pages, Yoshino came across a surprise find. John B. Goodenough, an Oxford University professor, had written in a 1980 paper that a material called "lithium cobalt oxide" works as a powerful positive electrode for rechargeable batteries. The only problem was that there was no negative electrode to match it, Goodenough had said. "What if I used polyacetylene?" Yoshino thought. The following month he carefully followed what Goodenough had written to create lithium cobalt oxide himself and combined it with the polymer. It worked. He could charge the battery and it discharged electricity smoothly. It was the breakthrough he had waited for. The basic foundation of the lithium-ion battery was established.

He also introduced a thin polyethylene-based porous membrane to act as a separator between materials, serving as a safety mechanism: when the battery overheated, the membrane melted. This halted the operation of the batteries before they caught fire. The membrane, which serves as the chemical equivalent of a safety fuse, is still used today to lessen the risk of LIBs catching fire.

First rechargeable LIB

Dr. Yoshino invented a completely new combination of carbon (C) for the negative electrode and lithium cobalt oxide (LiCoO2) for the positive electrode, developed the fundamental technology for the LIB which uses aluminium as positive current collector material, and fabricated the world’s first LIB cell. He also developed other technologies that were essential for the successful commercialization of the LIB, including technology for fabricating electrodes, technology for assembling batteries, and other technology that made the LIB possible as a small, lightweight rechargeable battery.

Yoshino's first rechargeable LIB was produced in 1983. In 1985, Asahi Kasei filed the original Japanese patent application for the battery, beginning its road to commercialization. Yoshino has continued to work on his innovation, boosting battery performance and refining its safety features throughout his extensive career. Further patents helped to protect these solutions, and today Yoshino is named as inventor on 56 Japanese patents and six European patents.

Important patents

Asahi Kasei licensed Yoshino's basic LIB patent to other manufacturers including Sony, which introduced the technology into the market in 1991. "My inventions have led to many patents for my company", said Yoshino. "The patents are not used to keep people out, rather we license our patents to encourage many other manufacturers to use our technology. Some of my latest innovations are for batteries for electric vehicles – and these, I hope, will change the world again."

By now, the lithium-ion battery has been widely adopted in various electronic devices as a safe lightweight rechargeable battery, enhancing portability as the digital age began in the 1990s, ushering in the IT revolution and our current society of mobile connectivity. 

The global market for lithium-ion batteries will amount to roughly 40 billion € this year, estimates say. The scale is expected to grow 50% to about 60 billion € in 2022.

Impressive career

Yoshino, now an honorary fellow at the Japanese technology company Asahi Kasei, was not a battery expert when he joined the company in 1972. He was among the 350 new hires that year but was one of a handful of researchers with master’s degrees.

Akira Yoshino was born on January 30, 1948 in Fujisawa, Kanagawa Prefecture, Japan. From 1970 he studied chemistry at the University of Kyoto. Parallel to beginning his master's degree in chemistry, he joined Asahi Kasei in 1972. He received his doctorate in engineering from the University of Osaka in 2005. After joining Asahi Kasei in 1972, Akira Yoshino worked for many years in the laboratory in Kawasaki before being appointed Head of the Ion Battery Development Department in 1992. After further positions as Head of the Ion Battery Group and the Development Department for Battery Materials, he became General Director of the Yoshino Laboratory named after him at Asahi Kasei in 2005.  Since 2010 Akira Yoshino is Head of the Lithium Ion Battery Technology and Evaluation Center (LIBTEC). In 2017 he was appointed professor of the Scientific and Technical College at Meijo University in Tokyo. In the same year, he became Honorary Fellow at Asahi Kasei.

With his experiments and the combination of existing and proprietary technologies, Akira Yoshino was able to prove the practical application of the lithium-ion battery. His contributions also enabled the following characteristics of the battery:

  • Light, compact and space-saving design
  • High cell voltage of 4 volts and more
  • Low self-discharge rate
  • High-current capability

Akira Yoshino is an honorary research fellow at Asahi Kasei and head of the Lithium Ion Battery Technology and Evaluation Center (LIBTEC) and is actively involved in the further development of lithium-ion battery technology even after retirement.

Still curious about new challenges

Dr. Yoshino has a message for young scientists: “Since we live in a society flooded with so much information, it may be hard for young scientists to appreciate that there are many fields where unknown things are waiting to be discovered. There are many opportunities for groundbreaking R&D. With a clear objective and persistent effort, the possibilities are endless. As for me, I intend to remain on the front line of research, taking on challenges in new fields”!


About Asahi Kasei

Asahi Kasei Corporation is a globally active diversified technology company with operations in the Material, Homes, and Health Care business. The Material division encompasses fibers & textiles, petrochemicals, performance polymers, performance materials, consumables, battery separators, and electronic devices. The Homes division provides housing and construction materials to the Japanese market. The Health Care division includes pharmaceuticals, medical devices, and acute critical care devices and systems. With approximately 39,283 employees around the world, the Asahi Kasei Group serves customers in more than 100 countries and achieved sales of 17.6 billion euros (2,170.4 billion yen) in the fiscal year 2018 (April 1, 2018 – March 31, 2019).

Asahi Kasei is “Creating for Tomorrow” with all operations sharing a common mission of contributing to life and living for people around the world.                                                                                                                             

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Sebastian Schmidt
Public Communication Representative
Asahi Kasei Europe GmbH
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Schöpfer einer wiederaufladbaren Welt – Asahi Kasei Honorary Fellow Akira Yoshino erhält den Nobelpreis für Chemie 2019

Dr. Akira Yoshino, Honorary Fellow von Asahi Kasei, hat den Nobelpreis für Chemie gewonnen, wie die die Königliche Akademie der Wissenschaften am 9. Oktober in Stockholm bekannt gab. Yoshino, 71, Professor an der Meijo Universität, Japan, teilt sich den Preis mit zwei anderen Wissenschaftlern für die Entwicklung der Lithium-Ionen-Batterie – Professor John B. Goodenough aus den Vereinigten Staaten und dem Chemiker M. Stanley Whittingham aus Großbritannien. Ihre Erfindung wird als wiederaufladbare Batterie für Mobiltelefone, Laptops und andere Geräte verwendet. Sie kann auch erhebliche Mengen an Energie aus Solar- und Windkraft speichern und ermöglicht so eine Gesellschaft ohne fossile Brennstoffe und wird ein wichtiger Treiber für die Elektrifizierung in der Automobilindustrie sein.

Als Yoshino am Mittwochabend am Veranstaltungsort der Pressekonferenz von Asahi Kasei in Tokio ankam, bekam er von den anwesenden Mitarbeitern stehende Ovationen. "Ich war mehr verwirrt als glücklich", sagte Yoshino über seine Gefühle.

"Dr. Akira Yoshino schuf die Grundlage für die heutige Lithium-Ionen-Technologie und Industrie. Seine Erfindungen finden sich in Smartphones wieder, die Menschen auf der ganzen Welt verbinden und die Entstehung von Elektrofahrzeugen ermöglichen. Wir sind sehr stolz und dankbar, dass Yoshino weiterhin seine wissenschaftliche Kreativität bei Asahi Kasei einbringt ", sagte Hideki Tsutsumi, Geschäftsführer der Asahi Europe GmbH.

"Ich fühle mich sehr geehrt, zusammen mit den Pionieren John B. Goodenough und M. Stanley Whittingham den diesjährigen Nobelpreis für Chemie zu erhalten. Ich habe mich sehr gefreut zu hören, dass die Königlich-Schwedische Akademie mein Werk als bedeutend für unsere Gesellschaft gewürdigt hat ", kommentierte Dr. Akira Yoshino. "Es erfüllt mich mit Dankbarkeit und Demut, dass meine Erfindung zu Lösungen für eine bessere und nachhaltige Welt beiträgt."

Mit der Verbreitung mobiler elektronischer Geräte wie dem Sony Walkman aus den 1970er Jahren stieg der Bedarf an leichten und kompakten wieder aufladbaren Batterien, die die herkömmlichen und nicht wieder aufladbaren Primärzellen ersetzen. Lithium wurde frühzeitig als leistungsfähiges Anodenmaterial für wieder aufladbare Batterien identifiziert. Die leichte Entflammbarkeit und die Anfälligkeit für Kurzschlüsse mit der Kathode stellten die Wissenschaft jedoch vor große Herausforderungen und verhinderte lange Zeit den praktischen Einsatz von Lithium-Ionen-Batterien.

Ein gutes Gespür für neue Entwicklungen

"In den 1980er Jahren gab es viel Forschung und Entwicklung im Bereich der tragbaren Elektronik, und so wurden auch kleine und leichte Batterien mit hoher Energiedichte und Wiederaufladbarkeit benötigt. Aber niemand wusste wirklich, welche Art von wiederaufladbarem Akku gebraucht werden würde. Das große Schlagwort war zunächst "tragbar", bald kamen dann "kabellos" und "drahtlos" hinzu. Ich habe nur irgendwie die Richtung geahnt, in die sich die Trends bewegten. Man könnte auch sagen, ich hatte eben einen guten Riecher", berichtet Yoshino von diesen frühen Jahren.

Erschließung des Massenmarktes für tragbare elektronische Geräte

Die Entwicklung eines kleinen, leichten, wiederaufladbaren Akkus mit ausreichender Speicherkapazität durch Yoshino hat dazu beigetragen, einen Massenmarkt für tragbare elektronische Geräte zu erschließen, der vom Camcorder bis zum Laptop reicht. Seine wiederaufladbaren Batterien werden heute weltweit in fast fünf Milliarden Mobiltelefonen verwendet und haben die Entstehung von Elektrofahrzeugen ermöglicht. Vor seiner Erfindung der Lithium-Ionen-Batterie (LIB) mussten die Anwender die Batterien entsorgen, wenn die in ihren Materialien enthaltene Energie erschöpft war, was eine Herausforderung für die Hersteller von tragbaren Elektronikprodukte darstellte.

Die Vermarktung des wiederaufladbaren Lithium-Ionen-Akkus wurde Anfang der 90er Jahre von Sony und einem Joint Venture zwischen Toshiba und Asahi Kasei vorangetrieben. Der Lithium-Ionen-Akku eröffnete den Weg für die schnelle weltweite Verbreitung mobiler elektronischer Geräte wie Smartphones oder Notebooks und stellt mit seiner Anwendung in der Elektromobilität auch für die Automobilindustrie eine wichtige Zukunftstechnologie dar. Ohne die erfolgreiche Kommerzialisierung dieser Technologie wäre digitale Mobilität im Alltag nicht möglich. Durch die Kombination bestehender und origineller Technologien ermöglichte Dr. Akira Yoshino 1985 die Lithium-Ionen-Batterie in ihrer heutigen Form.

Frühe Forschungsarbeit

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-Cobalt Oxid-Kathode seine Erfindung stabiler machen konnte als andere wiederaufladbare Batterien, die sich damals in der Entwicklung befanden.

Bahnbrechende Erfindungen entstehen auch durch Zufall. Es war Dezember 1982, und Yoshinos Arbeitsplatz wurde einer jährlichen Büroreinigung unterzogen. Ohne etwas Besonderes an diesem Nachmittag zu tun, hob Yoshino eine ausländische Forschungsarbeit auf, die er vor einiger Zeit bestellt, aber noch nicht gelesen hatte. Beim Durchblättern stieß Yoshino auf einen überraschenden Fund: John B. Goodenough, Professor an der Oxford University, hatte 1980 in einem Papier geschrieben, dass ein Material namens "Lithium-Kobaltoxid" als starke positive Elektrode für wiederaufladbare Batterien dient. Das einzige Problem war, dass es keine negative Elektrode gab, die dazu passte.

"Was wäre, wenn ich Polyacetylen verwenden würde?" dachte Yoshino. Er las er die Veröffentlichungen von Goodenough sehr sorgfältig, stellte selbst Lithium-Kobalt-Oxid her und kombinierte es mit dem Polymer. Es funktionierte. Er konnte die Batterie aufladen und sie entlud die Elektrizität sanft. Es war der Durchbruch, auf den er gewartet hatte. Das grundlegende Fundament der Lithium-Ionen-Batterie war gelegt.

Wichtige Membran mit Sicherheitsfunktion

Er verwendete zudem eine dünne poröse Membran auf Polyethylen Basis, 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.

Erste wiederaufladbare LIB

Dr. Yoshino erfand eine völlig neue Kombination aus Kohlenstoff (C) für die negative Elektrode und Lithiumkobaltoxid (LiCoO2) für die positive Elektrode. Er entwickelte die grundlegende Technologie für LIBs, welche Aluminium als positives Stromabnehmermaterial verwendet und stellte somit die weltweit erste LIB-Zelle her. Weiterhin war der Forscher an maßgeblichen Entwicklungen für eine erfolgreiche Kommerzialisierung der LIB beteiligt. So entwickelte Dr. Yoshino ein Verfahren zur Herstellung von Elektroden, zur Montage von Batterien sowie weitere Technologien, die wesentlich dazu beitrugen, aus der LIB eine kleine, leichte und wiederaufladbare Batterie zu machen.

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. Yoshino arbeitete während seiner langen Karriere kontinuierlich an seiner Innovation. Er steigerte die Akkuleistung und verbesserte die Sicherheitsfunktionen. Weitere Patente trugen dazu bei, diese Lösungen zu schützen. Heute wird Yoshino in 56 japanischen und 6 europäischen Patenten als Erfinder aufgeführt.

Wegweisende Patente

Asahi Kasei lizenzierte das grundlegende LIB-Patent von Yoshino an andere Hersteller, darunter Sony, das die Technologie 1991 auf den Markt brachte. „Meine Erfindungen haben zu vielen Patenten für mein Unternehmen geführt", sagte Yoshino. „Die Patente sind nicht dazu da, Menschen fernzuhalten. Vielmehr lizenzieren wir unsere Patente, um zahlreiche andere Hersteller zu ermutigen, unsere Technologie zu nutzen. Einige meiner neuesten Innovationen dienen Batterien in Elektrofahrzeugen - und diese werden die Welt hoffentlich erneut verändern."

Längst hat die Lithium-Ionen-Batterie maßgeblich die schnelle Verbreitung von mobilen Elektronikgeräten wie Smartphones oder Notebooks ermöglicht und stellt mit ihrer Anwendung in der Elektromobilität auch für die Automobilindustrie eine wichtige Zukunftstechnologie dar.

Der Weltmarkt für Lithium-Ionen-Batterien wird in diesem Jahr rund 40 Milliarden € betragen, so Schätzungen. Es wird erwartet, dass das Volumen bis 2022 um 50% auf rund 60 Milliarden ansteigen wird.

Beeindruckender Werdegang

Yoshino, heute Ehrenmitglied des japanischen Technologiekonzerns Asahi Kasei, war bei seinem Eintritt in das Unternehmen 1972 kein Experte für Batterie-Technologie. Er gehörte zu den 350 Neueinstellungen in diesem Jahr, war aber einer von einer Handvoll Forschern mit Master-Abschluss.

Akira Yoshino wurde am 30. Januar 1948 in Fujisawa, Kanagawa-Präfektur, Japan geboren. Von 1970 an studierte er Chemie an der Universität Kyoto. Parallel zum Beginn seines Masterstudiums in Chemie trat er 1972 Asahi Kasei bei. 2005 erwarb er seinen Doktorgrad in Ingenieurswissenschaften an der Universität Osaka. Nach seinem Eintritt bei Asahi Kasei 1972 war Akira Yoshino langjähriger Mitarbeiter im Labor in Kawasaki, bevor er 1992 zum Leiter der Ionenbatterie-Entwicklungsabteilung ernannt wurde. Nach weiteren Stationen als Leiter der Ionenbatteriegruppe und der Entwicklungsabteilung für Batteriematerialien, wurde er 2005 Generaldirektor des nach ihm benannten Yoshino-Labors bei Asahi Kasei.

Seit 2010 ist Akira Yoshino Leiter des Lithium-Ion-Battery Technology and Evaluation Center (LIBTEC). 2017 wurde er zum Professor des wissenschaftlich-technischen Kollegs der Meijo-Universität in Tokyo berufen. Im gleichen Jahr wurde er von Asahi Kasei zum Honorary Fellow ernannt. Mit seinen Experimenten und der Kombination von bestehenden und eigenen Technologien konnte Akira Yoshino die praktische Anwendungsmöglichkeit der Lithium-Ionen-Batterie beweisen. Seine Beiträge ermöglichten außerdem die folgenden Eigenschaften der Batterie:

  • leichtes, kompaktes und platzsparendes Design
  • hohe Zellspannung von 4 Volt und mehr
  • geringe Selbstentladerate
  • Hochstromfähigkeit

Als ehrenamtlicher wissenschaftlicher Mitarbeiter von Asahi Kasei und Leiter des Lithium-Ion-Battery Technology and Evaluation Center (LIBTEC), ist Akira Yoshino auch im Ruhestand noch aktiv in die Weiterentwicklung der Lithium-Ionen Batterietechnik involviert.

Neugierig auf neue Herausforderungen

Akira Yoshino hat auch eine Botschaft für Nachwuchswissenschaftler: “Wir leben in einer Gesellschaft, die mit Informationen überschwemmt wird. Daher kann es für junge Wissenschaftler schwierig sein, die richtigen Nischen zu finden. Sie müssen begreifen, dass es viele Bereiche gibt, in denen unbekannte Dinge darauf warten, entdeckt zu werden“. Es gibt viele Möglichkeiten für bahnbrechende Forschung und Entwicklung! Mit einer klaren Zielsetzung und beharrlicher Anstrengung sind die Möglichkeiten endlos. Was mich betrifft, so werde ich weiterhin an vorderster Front in der Forschung stehen und Herausforderungen in neuen Bereichen annehmen.


Zur Asahi Kasei Corporation


Die Asahi Kasei Corporation ist ein weltweit tätiger Technologiekonzern mit den drei Geschäftsbereichen Material, Homes und Health Care. Der Geschäftsbereich Material umfasst Fasern & Textilien, Petrochemikalien, Hochleistungspolymere, Hochleistungswerkstoffe, Verbrauchsgüter, Batterieseparatoren und Elektronikgeräte. Der Geschäftsbereich Homes bietet auf dem japanischen Markt Baustoffe bis hin zu fertigen Häusern an. Zum Bereich Health Care gehören Pharmazeutika, Medizintechnik sowie Geräte und Systeme für die Akut- und Intensivmedizin. Mit 39.283 Beschäftigten in aller Welt betreut die Asahi Kasei Gruppe Kunden in mehr als 100 Ländern und erzielte einen Umsatz von 17,6 Milliarden Euro (2.170,4 Milliarden Yen) im Geschäftsjahr 2018 (1. April 2018 – 31. März 2019).

„Creating for Tomorrow“. Mit diesem Slogan verweist die Asahi Kasei Gruppe auf die gemeinsame Mission all ihrer Unternehmen, mit nachhaltigen Produkten und Technologien Menschen in aller Welt zu einem besseren Leben und Wohnen zu verhelfen.

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Public Communication Representative
Asahi Kasei Europe GmbH
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