“鋰空氣電池有可能實現(xiàn)非常大的容量。我們希望兩家公司齊心協(xié)力，開發(fā)出全新的電池”。

2013年1月24日。在豐田與德國寶馬簽訂協(xié)議后，豐田代表董事副會長內山田竹志在緊急記者會上表明了決心。該協(xié)議意味著兩家公司正式就合作研發(fā)燃料電池車和跑車、輕量化技術，以及“后鋰離子充電電池技術”達成了共識。

什么是豐田所說的“革命性電池”？

聽到內山田的決心，筆者的腦海中浮現(xiàn)出了一個人。那就是豐田電池研究的關鍵人物之一——射場英紀。射場在豐田設在靜岡縣裾野市的新一代電池開發(fā)基地“電池研究部”擔任部長，是革命性充電電池研發(fā)的陣前指揮。

“為10年、20年后的未來開發(fā)革命性電池是我們的使命”。

采訪射場時他說的這句話給筆者留下了深刻印象。豐田大力研發(fā)的“革命性電池”，就是有著“后鋰離子充電電池”之稱的鋰空氣電池和全固體電池。在筆者2012年11月采訪的日本國內最大的電池學會“第53屆電池討論會”上，豐田積極展示了多項鋰空氣電池和全固體電池的研究成果。

豐田的電池開發(fā)進展如何？該公司及整個電池行業(yè)關注的最新技術是什么？為了幫助讀者解開這些謎團，《日經(jīng)電子》策劃了“新一代電池開發(fā)最前線2013”（2013年2月28日，東京永田町）。該研討會預定包括8場演講，射場的演講將占據(jù)比較長的時間。在90分鐘的時長內，射場將為大家娓娓道來“革命性電池”實現(xiàn)突破需要的技術要素。

不斷進化的全固體電池

“最近，發(fā)現(xiàn)了鋰離子傳導率堪比有機電解液的物質，所以期待進一步提高……”

在2012年11月的電池討論會上，全固體電池相關的發(fā)表雖然為數(shù)不少，許多人的開場白都象上述那樣引人注目。令眾多電池研究人員密切關注的“鋰離子傳導率堪比有機電解液的物質”是Li10GeP2S12，這是東京工業(yè)大學研究生院綜合理工學研究科物質電子化學專業(yè)教授菅野了次率領的研究小組發(fā)現(xiàn)的一種硫化物類固體電解質。在這種電解質環(huán)境下，表示固體電解質“鋰”擴散速度高低的鋰離子傳導率在室溫（27℃）時達到了1.2×10-2S/cm。

“資源”和“安全”關注高漲

除了以提高容量為目標的鋰空氣電池和全固體電池的開發(fā)日漸活躍外，最近，后鋰離子充電電池的另一個開發(fā)主題也逐漸成為關注的焦點。那就是“資源”和“安全”。

資源方面，前景看好的是不使用稀有金屬“鋰”的鈉離子充電電池。其特點是使用儲量豐富的鈉。站在鈉離子充電電池研發(fā)最前沿的東京理科大學理學部應用化學科副教授駒場慎一自信地表示，“（鈉電池）隱藏著能夠大幅降低成本的潛力”。相關正極材料、負極材料和電解液的候選接二連三登場，目前已經(jīng)具備了在常溫下容量毫不遜色于鋰離子充電電池的實力。

波音787的電池事故

安全是與鋰離子充電電池開發(fā)形影不離的課題，由于美國波音公司的中型客機“波音787”電池事故連發(fā)，使得這個課題受到了更大的關注。

最近，日本國土交通省特種局把客機可以運輸?shù)娘w機用鋰離子充電電池的重量從35kg下調到了與普通用途相同的5kg。這是針對國際民間特種組織（ICAO）因波音787的電池事故而修訂指針后采取的相應措施，現(xiàn)如今，確保安全的難度確實有所增加。查明電池事故的原因估計還需要一段時間，但無論如何，在今后，電池安全對策技術無疑都將面對更加強烈的需求。

日本首都大學東京研究生院城市環(huán)境科學研究科分子應用化學領域教授金村圣志開發(fā)出了遏制鋰金屬電池反復充放電時析出枝狀鋰金屬的技術。這是一種具有三維規(guī)則排列多孔構造，能夠使鋰均勻析出為粒狀的隔膜“3DOM隔膜”，目標是把安全且能量密度高達500Wh/kg的鋰金屬電池投入實用。在2月28日的研討會上，金村將擔任開場，率先登場發(fā)表演講。