90年代，日本索尼公司率先把鋰電池從大學研究階段轉變成商用化產品。不僅使筆記本電腦和手機等產品得到很大進步，同時也拉開了一個移動產品的新時代的序幕！如今，以索尼公司為代表的日本企業，正在加速研發下一代電池，筆者將分兩部分來介紹日本企業2020年之前的鋰電池研發動向和全固體電池研發情況。
“通過對Li-S、Mg-S材料技術的開發，將會把現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。之所以各家企業積極研發下一代電池，是應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可以開發出來的，隨著電池容量的提高，發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年研發動向
高能量密度的鋰電池，根據用途分為兩大類：一種是面向移動設備(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方式。但如今兩種類型的鋰電池的負極材料中，Si合金正在走向活躍的表面舞臺。
移動設備
索尼主要研發如手機等移動便攜電子產品的鋰電池，估計2016年單位體積的能量密度可以達到750?800Wh/L，然后經過900Wh/L，到2020年預計可以達到1000Wh/L。能量密度的提高，可以大幅增加智能手機App的應用范圍和數量，并可以延長待機與使用時間。現在索尼公司表示，已經實現了鋰電池的最大充電電壓為4.45V，放電電壓為3.0V，使用的材料和現行版電池一樣，正極是LiCoO2，負極是碳素材料。
但是2017年以后，負極材料會發生很大變化，有可能會使用Si合金。雖然使用Si合金會導致Si系材料的體積膨脹，經過充放電會破環Si的結晶構造，但是索尼公司表示已經確立了Si系材料的體積膨脹控制手法。
電動車輛
隨著EV和PHEV技術的不斷發展，對車載動力鋰電池的市場需求也越來越大，根據2015年東京車展的展示，本站主要對日立，本田，三菱等三家企業的狀況做以下概要小結：
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距離，相信在2020年時，技術將會發生質的變化。
第2部分：全固體電池的研發(ALL-SOLID BATTERY)
未來2030年的新一代高性能電池的研發，各家企業以及大學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，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。各個國家的企業和大學研究機關，創業公司都在積極研究全固體電池。特別是如果應用在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，離子傳導率非常低，所以實用化有很大的難度。在很多全固體電池的研究發表中，索尼公司發表的薄膜型固體電解質受到很大的關注。
索尼公司的薄膜型全固體電池
下面對日本企業的全固體電池研發狀況做個小結：
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。如今我國企業也正在大力研發各種電池的應用，期待各家企業和研究機關的最新研究成果可以超越日本，早期實用化來造福社會。
來源：第一電動網
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