图为日本索尼公司李国华博士

 　　李国华：大家好，我是来自日本索尼公司的李国华，咱们今天的听众是中国人居多，所以我会用中文讲。

　　今天我代表我们公司的几位同事介绍一下我们做的固态薄膜电池的工作。

　　这个我想讲了，大家都是行家，关于固态电池，还很不成熟，讲起它的优点、缺点的话肯定会3天3夜都讲不完，所以就不讲了。

　　讲一下我们公司固态电池的特点，我们可以用低温做，可以做在树脂的极板上，还可以弯曲。

　　这个特点就是，经常可以看到的，用钴酸锂也好，锰酸锂也好，加一个电解质，像一个三明治一样的东西。我们这些东西是用低温成膜法做的，通过衍射，我们可以看到它是没有结晶的表征的。

　　我们以前用过很多方式去进行测试，比如说镍、铜、锰等等，才到了今天这样一个地步。

　　这个电池的制作也并不是很复杂，就是用刺孔建设法，先把正极打一个底，把负极的急流体弄成一层薄膜，然后再封口。

　　这里面有一点，是关于固态电池能量计算的，大家有很多的争议，因为还没有很成熟的办法，这个厚度是可以测量的，我们用这个密度，经过一种X射线反射法测试出膜的密度，然后推算出它的质量，然后算出它的比容量。

　　下面讲一下正极的特性。我们尝试的很多金属，像这种银，它从原子结构来讲是一维的，或者像铜，相当于是一个二维结构，像这种东西，局部的电子构造受到了限制，而这个过渡金属，像锰、镍的定位就要高一些。

　　在我们测试的情况下，锰的最高，其次是镍、钴。我们曾经尝试了很多金属不同的种类，到目前为止，我们所研究的对象当中是镍、碄这个体系，从容量、电压等等综合的特性是最好的。这个体系从结构来讲是非晶的。

　　我们优化完的组成，分析完大概是这样的。这个数字准吗？也不准，这是一个推算的值。

　　这里面讲的是材料的特性，这是我们刚才讲的最优化的锂、镍、碄、氧这个体系。

　　我们现在做出来的这个最好的结果，按克容量来算是300毫安时，电压是3.1伏，膜的密度是3.4。这个大家可能觉得比钴酸锂要低一些，钴酸锂是5.1，我们在工业上可以做到3.9、4.0，甚至做到4.1的也有。

　　电池的特性，为什么要做薄膜电池、要做固态电池？也是因为种种的理由，现在有一个特殊的特性就是它可以快充。我们可以用30C来充电，也就是说2分钟就可以充电完成，因为很薄，厚了就做不到了，因为薄就有这样一个特性。很多东西都是一长一短造成的。

　　很典型的一个特征，随着倍率的增高，电池的容量筛减主要是来源于正极的扩散部分，而并非负极的。这个界面也很重要，怎么改善界面，这也是一个很大的课题。

　　循环特性来讲，你说这个很好！恐怕也说不上，但是也没有很差，我们公司做的磷酸铁锂电池现在可以达到8000的循环速率，作为薄膜电池来讲，这并不算是一个很差的结果。

　　我们讲讲问题。问题有很多，今天我只讲两点，一点是这个电池有一个致命的缺陷，是什么？它自放电。这个电池充满之后立即放电的话是这条蓝线，这条红线是放了4个小时之后的，这个容量大概只有6层左右。

　　你这个电池好使吗？你充完了之后就得赶紧用，不用的话这个电就没有了，这确实也是一个问题。

　　这个电池它会发生形状的改变，充电会膨胀，固态界面和业态或者是高分子界面是不太一样的，它会膨胀、收缩。

　　我们从上面看这个小窗，最初是一个很平的状态，你一充一放就出现了皱纹。这是一个缺陷。

　　我简单的汇总一下，要点有两点，一个是对不同的金属进行选择优化，最好的就是这个镍，用镍和磷酸盐构成的一个非晶正极，按克容量来算可以达到330。

　　问题主要是一个自放电问题，一个是成膜。大家都知道，薄膜工艺从大规模生产、成本等等，还有很多的问题。

　　我们也期待着将来，不光是我们，整个工业界和学术界共同来努力。谢谢大家！

　　提问：李老师，感谢您非常精彩的演讲，今天也看了锂镍的一个材料具有一个很好的和平性能，这个材料的理论容量到底有多高？

　　李国华：这个问题太难了。这个体系是一个非晶体系，不像我们的结晶系。

　　提问：是转化反应原理吗？

　　李国华：是一个氧化还原反应为主的，它不像钴酸锂一样。我不知道大学的教授们有没有什么好的主意，怎么算这种系统的理论容量。

　　提问：达到这么大的放电容量的情况下，正极的体积变化有多大？

　　李国华：没有在线测量过。最后演示的那个，从出皱纹这个来看，也不是很小，因为已经可以看到起皱纹了，但是没有在线测量过。

　　提问：国华想到了用非晶态的电极去做，像石墨碳和非晶态的碳就不一样，这个工作做得不错，我在这里有一个评价，这种做法是有道理的，你把固态电解质做成薄膜电池确实也是可行的，过去很多的文章都发表了，很多的专利也发表了。

　　刚才也提问的很好，对于固态电解质你去讲它的能量密度的时候，可能有一点天方夜谭，你真的做成薄膜，你可以去推算，但是推算的结果你是做不成大电池的。

　　提问：李博士您好，我想请教一个问题，我看了您这个报告，我感觉您说的这个薄膜电池很高的自放电的问题，是不是由于您这个固体电解质只做到了500个纳米的关系？

　　李国华：如果再做厚一些就会好一些吗？

　　提问：对，杨博士原来也是用这个淡化的磷酸锂来做的，一般来说，包括我以前也做过这方面的工作，感觉固体电解质好像做到500个纳米是不是可能不足以能够完全的隔绝正负极？

　　李国华：谢谢，这是一个很好的建议，也可能厚一点也会有一些改善。

　　主持人：还有足够的时间可以问一些问题，不知道还有没有其他人想问问题？

　　提问：问一个比较实际的问题，锂金属电极这一块可以用到多厚？

　　李国华：我们这个过程中没有使用到锂金属电极，我们使用的是铜和钛的，在正极上充电，然后拿到负极上去。

　　提问：会不会发生晶化？

　　李国华：晶化现象倒没有，坦率地讲，这个测试的手段还不是很充足，尤其是在线观测的话还是比较难的。

　　提问：自放电是可以恢复的？

　　李国华：短路是有可能的。

　　提问：在液体电池里面纯金属电极是有安全问题的，在薄膜电池里面，如果薄膜电池循环了100次、1000次，你可以看到负极这边的锂是什么形状吗，你们做过研究吗？

　　李国华：这个还没有。

　　提问：我问的是循环寿命对后面的影响是怎么样的。

　　提问：你要一直循环没有问题，你放在那儿，放的时间太长了就死了。

　　提问：李博士，这个报告非常好，可能将来固态电池薄膜是一个方向，另外一个，围绕电池还要走其他的技术路线，在高电压体系方面，可能要借鉴一下半导体这些方面的理论，自放电的特性是不是说和它的电压高有一定的关系？

　　李国华：有可能，如果有磷酸铁锂来做的话这个性能就会好一些，界面的氧化还是有问题的。