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等產(chǎn)品得到很大進(jìn)步，同時也拉開了一個移動產(chǎn)品的新時代的序幕!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器對電池性能有更高的要求。但是電池的性能不是短時間內(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)如手機等移動便攜電子產(chǎn)品的鋰電池，估計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)計可以達(dá)到1000Wh/L。能量密度的提高，可以大幅增加智能手機App的應(yīng)用范圍和數(shù)量，并可以延長待機與使用時間?，F(xiàn)在索尼公司表示，已經(jīng)實現(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。

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電動車輛

隨著EV和PHEV技術(shù)的不斷發(fā)展，對車載動力鋰電池的市場需求也越來越大，根據(jù)2015年東京車展的展示，本站主要對日立，本田，三菱等三家企業(yè)的狀況做以下概要小結(jié)：

各家公司通過對材料和能量密度的改善來提高電動車的航續(xù)距離，相信在2020年時，技術(shù)將會發(fā)生質(zhì)的變化。

第2部分：全固體電池的研發(fā)(ALL-SOLID BATTERY)

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未來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)，比起原來的有機性電解液的電池，全固體電池有著不容易起火，高安全性。各個國家的企業(yè)和大學(xué)研究機關(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 等電動車輛上，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

下面對日本企業(yè)的全固體電池研發(fā)狀況做個小結(jié)：

也許在2030年這種全固體電池將會超越鋰電池，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)和研究機關(guān)的最新研究成果可以超越日本，早期實用化來造福社會。