日本企業(yè)加速研發(fā)下一代電池 索尼為首

　　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)也拉開了一個(gè)移動產(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，筆者將分兩部分來介紹日本企業(yè)2020年之前的鋰電池研發(fā)動向和全固體電池研發(fā)情況。

　　“通過對Li-S、Mg-S材料技術(shù)的開發(fā)，將會把現(xiàn)在的單位體積能量密度700Wh/L，在2020年時(shí)提高到1000Wh/L。”索尼公司先端材料研究所所長如此談及材料的名字，是非常少見的。之所以各家企業(yè)積極研發(fā)下一代電池，是應(yīng)為以電動車輛和移動機(jī)器對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)可以開發(fā)出來的，隨著電池容量的提高，發(fā)熱和起火問題也隨之而來，這就對電池的安全問題有著更高的要求。

　　第1部分：2020年研發(fā)動向

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

　　移動設(shè)備

　　索尼主要研發(fā)如手機(jī)等移動便攜電子產(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，并可以延長待機(jī)與使用時(shí)間。現(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)極材料會發(fā)生很大變化，有可能會使用Si合金。雖然使用Si合金會導(dǎo)致Si系材料的體積膨脹，經(jīng)過充放電會破環(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。