90年代，日本索尼公司率先把鋰電池從大學(xué)研究階段轉(zhuǎn)變成商用化產(chǎn)品。不僅使筆記本電腦和手機(jī)等產(chǎn)品得到很大進(jìn)步，同時(shí)也拉開(kāi)了一個(gè)移動(dòng)產(chǎn)品的新時(shí)代的序幕！如今，以索尼公司為代表的日本企業(yè)，正在加速研發(fā)下一代電池，筆者將分兩部分來(lái)介紹日本企業(yè)2020年之前的鋰電池研發(fā)動(dòng)向和全固體電池研發(fā)情況。

“通過(guò)對(duì)Li-S、Mg-S材料技術(shù)的開(kāi)發(fā)，將會(huì)把現(xiàn)在的單位體積能量密度700Wh/L，在2020年時(shí)提高到1000Wh/L?！彼髂峁鞠榷瞬牧涎芯克L(zhǎng)如此談及材料的名字，是非常少見(jiàn)的。之所以各家企業(yè)積極研發(fā)下一代電池，是為應(yīng)對(duì)電動(dòng)車(chē)輛和移動(dòng)機(jī)器對(duì)電池性能有更高的要求。但是電池的性能不是短時(shí)間內(nèi)可以開(kāi)發(fā)出來(lái)的，隨著電池容量的提高，發(fā)熱和起火問(wèn)題也隨之而來(lái)，這就對(duì)電池的安全問(wèn)題有著更高的要求。

第1部分：2020年研發(fā)動(dòng)向

高能量密度的鋰電池，根據(jù)用途分為兩大類(lèi)：一種是面向移動(dòng)設(shè)備(手機(jī)等)，另外一種是面向電動(dòng)車(chē)輛。雖然都是鋰電池，卻有著完全不同的開(kāi)發(fā)方式。但如今兩種類(lèi)型的鋰電池的負(fù)極材料中，Si合金正在走向活躍的表面舞臺(tái)。

移動(dòng)設(shè)備

索尼主要研發(fā)如手機(jī)等移動(dòng)便攜電子產(chǎn)品的鋰電池，估計(jì)2016年單位體積的能量密度可以達(dá)到750?800Wh/L，然后經(jīng)過(guò)900Wh/L，到2020年預(yù)計(jì)可以達(dá)到1000Wh/L。能量密度的提高，可以大幅增加智能手機(jī)App的應(yīng)用范圍和數(shù)量，并可以延長(zhǎng)待機(jī)與使用時(shí)間?，F(xiàn)在索尼公司表示，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了鋰電池的最大充電電壓為4.45V，放電電壓為3.0V，使用的材料和現(xiàn)行版電池一樣，正極是LiCoO2，負(fù)極是碳素材料。

但是2017年以后，負(fù)極材料會(huì)發(fā)生很大變化，有可能會(huì)使用Si合金。雖然使用Si合金會(huì)導(dǎo)致Si系材料的體積膨脹，經(jīng)過(guò)充放電會(huì)破環(huán)Si的結(jié)晶構(gòu)造，但是索尼公司表示已經(jīng)確立了Si系材料的體積膨脹控制手法。

電動(dòng)車(chē)輛

隨著EV和PHEV技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)車(chē)載動(dòng)力鋰電池的市場(chǎng)需求也越來(lái)越大，根據(jù)2015年?yáng)|京車(chē)展的展示，本站主要對(duì)日立，本田，三菱等三家企業(yè)的狀況做以下概要小結(jié)：

各家公司通過(guò)對(duì)材料和能量密度的改善來(lái)提高電動(dòng)車(chē)的續(xù)航距離，相信在2020年時(shí)，技術(shù)將會(huì)發(fā)生質(zhì)的變化。

第2部分：全固體電池的研發(fā)(ALL-SOLID BATTERY)

未來(lái)2030年的新一代高性能電池的研發(fā)，各家企業(yè)以及大學(xué)對(duì)全固體電池是很有期待的。全固體電池是指，用固體材料取代原本的電解液作為電池的電解質(zhì)，比起原來(lái)的有機(jī)性電解液的電池，全固體電池有著不容易起火，高安全性。各個(gè)國(guó)家的企業(yè)和大學(xué)研究機(jī)關(guān)，創(chuàng)業(yè)公司都在積極研究全固體電池。特別是如果應(yīng)用在EV等電動(dòng)車(chē)輛上，具有很高的安全性。但是比起液體的電解質(zhì)，離子傳導(dǎo)率非常低，所以實(shí)用化有很大的難度。在很多全固體電池的研究發(fā)表中，索尼公司發(fā)表的薄膜型固體電解質(zhì)受到很大的關(guān)注。

索尼公司的薄膜型全固體電池

下面對(duì)日本企業(yè)的全固體電池研發(fā)狀況做個(gè)小結(jié)：

也許在2030年這種全固體電池將會(huì)超越鋰電池，成為新一代電池的主力，讓我們拭目以待。如今我國(guó)企業(yè)也正在大力研發(fā)各種電池的應(yīng)用，期待各家企業(yè)和研究機(jī)關(guān)的最新研究成果可以超越日本，早期實(shí)用化來(lái)造福社會(huì)。

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