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发信人: Appolo (?~?~?~?~?~?怀念一塔湖图?~?~?~?~?~?~?), 信区: Chemistry
标  题: 索尼展望燃料电池及锂离子电池前景(z)
发信站: BBS 哈工大紫丁香站 (Mon Sep 27 22:34:28 2004)

                           索尼展望燃料电池及锂离子电池前景

 
   “燃料电池能否替代锂离子充电电池成为便携式设备的主要电源？”??在2004年9月12
日～14日于美国旧金山举行的便携设备电池技术会议“Portable Power Conference and 
Expo”上，有这样一场引人入胜的主题演讲。演讲者就是来自索尼材料研究所的所长西美
绪。西美绪因领导索尼的锂离子充电电池技术开发工作而闻名，现任索尼高级常务执行董
事、公司研究员兼首席技术官（材料技术负责人）。可以称得上索尼锂离子充电电池之父
的西美绪，对燃料电池抱有怎样的期待和看法呢？另外，索尼燃料电池的开发进展情况如
何？会场挤满了对颇感兴趣的充电电池及燃料电池业界人士。 

 
会场内挤满了业内人士 
　　西美绪首先提到他在10年前，也就是1994年举行的同一会议上也曾做过的演讲。回顾
10年前的情况，他深有感慨地说：“从那个时候算来，现在正好过了10年。当时，锂离子
充电电池业务终于得以确立，正处于步入稳定发展的过渡期。与那时相比，锂离子电池的
情况已经发生很大变化。其性能已经提高了1倍以上。” 

　　此次演讲主要讲述了4个方面的内容：（1）目前锂离子充电电池的性能（2）目前锂聚
合充电电池的性能（3）有关性能更高的新型电极材料（4）对燃料电池可否用作便携设备
主电源的评测。 

　　有关目前的锂离子充电电池，西美绪以面向笔记本PC的标准圆筒型电池（直径18mm×
高65mm、即18650尺寸）为例，介绍说已经证实通过添加少量物质等即可提高电极性能。可
将其能量密度提高至530Wh/l（按体积计算）和205Wh/kg（按重量计算）。此外，关于“我
们寄予厚望”（西美绪）的锂聚合充电电池，介绍了最新的开发成果：通过采用可有效防
止液体泄漏的聚合材料，以及开发防止水分侵入电池壳内部的技术等，在与此前相同的尺
寸下，将容量提高了18%。 

　　西美绪还表示，锂离子充电电池和锂聚合充电电池所使用的负极材料?石墨碳素的性能
发挥正在接近极限。“石墨的性能几乎已经发挥到了极限。想要进一步充加锂离子将非常
困难”（西美绪）。作为替代石墨的负极材料，“采用锡系等合金的话，可充加的锂离子
将达到石墨的10倍以上。从这一点来看，该技术很值得期待。但是，从目前的情况来看，
使用上述材料的电极充/放电寿命特别短。在充放电时，伴随着锂离子的进入，电极材料容
易出现裂痕、发生破裂”（西美绪）。因此，必须寄希望于开发出能够经得起数百次充放
电的合金电极材料。他表示，通过采用这种新型电极材料，就能将锂离子充电电池的性能
再向上提高一大步。 

“燃料电池的课题是功率” 

　　最后，西美绪谈了对便携式设备燃料电池的看法。首先，他将目前业界研究开发的燃
料电池分为4种：（1）主动式直接甲醇型燃料电池（DMFC）（2）被动式DMFC（3）改质器
内置型（4）NaBH4（氢硼化钠）型。这里所说的主动式是指通过动力泵主动向燃料电池发
生反应的部位?燃料极供给甲醇等燃料，而被动式指的是利用毛细管现象等不使用动力泵的
方式。 

　　西美绪首先对主动式的情况做了介绍：“主动式DMFC动力（功率密度）强劲，但是由
于需要使用动力泵等辅助设备，所以很难减小体积。另外，外围电路要消耗掉1/4左右的发
电量也是一大需要解决的课题。”而被动式方面，“由于被动式电池不使用动力泵等，所
以便于实现小型化。但是，该方式功率密度太低。甚至有时试制的电池的功率密度仅相当
于锂离子充电电池1/100左右”，他认为，两种技术均尚未成熟。 

　　另外，有关改质器内置型电池，西美绪介绍说：“与DMFC不同，直接利用氢气的改质
器内置型电池，功率密度可达DMFC的5倍左右，但是如何减小改质器的体积却是一大难题。
改质器的结构过于复杂也是个问题”。NaBH4（氢硼化钠）型方面，“因为NaBH4是强碱性
物质，在利用时必须要考虑到其稳定性。另外，NaBH4价格过高这一问题也不容忽视。” 


　　在介绍完上述问题以后，西美绪又对最近发表的燃料电池与锂离子充电电池的性能做
了比较。他列举了美国英特尔正在开发的面向笔记本PC的燃料电池、东芝的试制品以及德
国Smart Fuel Cell AG的产品等，以上产品的功率密度均不及锂离子充电电池。“总体来
说，燃料电池虽然有可能进一步提高能量密度，但是目前的功率密度过低”，他认为，从
目前的情况来看还很难替代锂离子充电电池。作为燃料电池功率密度过低的原因，西美绪
列举了空气极上氧气反应迟钝，氧气的扩散速度慢等。 

　　西美绪还表示：“我认为只有使用燃料和锂离子充电两种方式的混合型电池才是唯一
的解决办法。”燃料电池的高能量密度与锂离子充电电池的高功率密度相结合才是最理想
的解决方案。不过,“这样的话就需要两个电源系统,成本必然会升高,这一成本能否为客户
所接受就成了问题。”必须要采取降低成本的措施。 

最后，西美绪就索尼在燃料电池开发方面的问题回答了记者的提问。“燃料电池的开发及
评测工作都在顺利进行。我们认为在4～5年后，燃料电池将成为一大需求。利用的方式还
是混合型。到那时，燃料电池可能会起到便携式充电器的作用。不过,要实现这一目的，重
点就是要降低成本。燃料电池的催化剂Pt非常昂贵,必须要减少其使用量”（西美绪）。同
时，他还表示，尽管将来可能会使用燃料电池,但这是以使用与锂离子充电电池相结合的混
合型电池为前提的,另外有一大必要条件??必须要成功降低燃料电池的生产成本。 

　　演讲结束后,向西美绪提问的人排起了长队,与会的日本某知名电池厂商负责人深有感
触地说：“以前我们一直不清楚索尼的想法，通过这次的演讲我们全明白了。” 

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索尼的锂聚合充电电池在高压下也不易破损，使用右图所示的聚合材料 

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锂聚合充电电池的容量提高了18%

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如何提高燃料电池的功率密度将成为一大课题

http://photo.sohu.com/20040920/Img222126244.jpg
对某厂商的燃料电池性能所做的评测，指出其功率密度和能量密度均不及锂离子充电电池
 


http://photo.sohu.com/20040920/Img222126246.jpg
混合型电池将是最佳的解决方案
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http://www.nsfc.gov.cn/nsfc/cen/nami/image/5997203.gif

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