鋰離子充電電池已配備于很多便攜產品，但屢屢發生因電池起火事故及故障而不得不回收更換的問題。各家電池廠商與產品廠商都在努力確保可靠性和保證品質，但問題還未能徹底解決。
為此，本站記者采訪了在鋰離子充電電池安全設計方面熟悉電池管理電路設計技術的臺灣Celxpert公司技術總監奧藤忠司。奧藤從1987年加拿大MoliEnergy公司成立時就開始從事充電電池保護電路及充電電路的開發設計，同時他還是NECMoliEnergy董事技術部長和商品開發部長，是鋰離子充電電池周邊電路開發等有關電池組安全設計專家。最近則開始開發汽車用大型鋰離子充電電池、燃料電池與鋰離子充電電池的混合動力電池等。（采訪者：安保秀雄）
問：裝有鋰離子充電電池的電池組現在被用于哪些領域？
奧藤：20世紀90年代，電池組被大量應用于攝像機、靜態相機及個人電腦等，后來開始配備于手機、游戲機等多種電子產品。最近，其用途擴展到了電動工具、電動踏板車及電動車等領域。今后還將擴展到電動汽車、產業/消費類固定型蓄電池等領域。
問：電池組經歷了哪些變化？
奧藤：先于鋰離子充電電池普及的車用鉛電池即使過充電及過放電也不會產生太大危險，從安全性方面來看，便于使用。而鋰離子充電電池需要謹慎使用，提高安全性的電子電路技術變得不可或缺。后來，鋰離子充電電池大量用于便攜產品，為了提高利用效率，開始利用微控制器進行微細控制。
今后，鋰離子充電電池的控制技術和電路技術將進一步發展。應該力爭實現不僅回避危險、還能預測危險的自我診斷系統。
比如，預測到單元將失去平衡而采取對策的系統非常重要。鋰離子充電電池隨著串聯單元增多，單元的平衡成為問題。當單元失去平衡，電池電壓降低或變成0V時，如果電池繼續充放電，就容易發生起火及冒煙事故。這一問題在10年前就已經指出，不過在保護電路上添加單元平衡電路，能夠解決這一問題。
今后不僅能利用保護電路回避危機、還能夠預測這一現象并采取對策將變得至關重要。此外還需要對單元并聯時的平衡、電壓及電阻的變動等采取對策。
安全設計方面，過去切實積累了過充電發生時的雙重故障保護機構（二級保護電路）、用于切斷電路的熔斷器元件等技術。并且，還進一步導入帶單元平衡的保護電路等，實現了更安全的設計。現在也在嘗試進一步的改善措施。
問：鋰離子充電電池的全面普及已有近20年的歷史，當仍然時有發生起火事故及故障導致的召回等。這些問題為何不能根除？
奧藤：安全設計技術正在日積月累，不斷進步。但我覺得，現在電池技術人員與電路技術人員及產品設計人員的合作關系不是很充分。過去，三方面基本是緊密合作推進開發的。10年前，供應單元的廠商很少，三方面一直協作開發，直到相互了解彼此的要求。而現在，有時電池技術人員及電池組設計人員要聽命于產品廠商，按照他們的要求，提高能源容量、降低價格。
有時因過度提高能源容量而犧牲電池的循環壽命，有時為降低價格，安全設計敷衍了事，從而釀成事故和故障。
在提高能源容量時，最基本的還是增加單元數量及利用正在開發的材料進行充分的安全測試。沒有好方法。電池技術人員與電路技術人員及產品設計人員之間必須建立起合作關系，充分進行協商。
配置方面，電池設計方與產品制造方最好也要好好協商。比如，可以提前弄清筆記本電腦的電池驅動時間是否需要達到3～4小時以上。現在，在機場和飛機上都能充電。也可以增加一些電池驅動時間不需要那么長的機型。不能只在能源容量上競爭，關鍵是站在用戶的角度考慮安全性。
另外，現在不允許大量生產、大量銷售、大量廢棄了。希望還要考慮到這一點。在節能方面起著重要作用、并肩負著環保使命的電池不能大量廢棄。應該力爭開發更加安全、能夠長期使用的電池。
問：今后鋰離子電池的能量密度將越來越大，應該注意哪些事項？
奧藤：在相同容積中封閉的能量加大，意味著離危險更近了一步。在10～20年前已經發現：使用Ni（鎳）時，提高容量的危險性也非常大。
當然，現在的產品在考慮安全性之后才實際投入使用，不過在混合Ni或Mn（錳）時，必須要慎重地確保安全性。以前，我在MoliEnergy的時候，曾有人被鎳酸鋰離子電池燒傷過手。雖然學術性文獻公布的數據良好，但基本未涉及安全性問題。應該注意是否已向產品廠商及產品用戶詳細介紹了文獻未涉及部分。
電池組設計方面，能量密度提高時，應該注意安全性和使用壽命。比如，我認為在電池組設計中適當采用上述的自我診斷系統等至關重要。
問：今后鋰離子充電電池的用途將擴展到混合動力車、電動汽車及固定型蓄電池等領域，這些用途的安全設計應該注意什么？
奧藤：如前所述，隨著鋰離子充電電池串聯的單元數量增加，單元的平衡將成問題。現在的電動汽車中串聯著很多單元，單元的不平衡將成為大問題。需要考慮如何將不平衡的電池與系統分開。駕駛過程中，如因電池起火、冒煙導致駕駛人員恐慌而釀成交通事故也不是不可能的。因此需要即使降低速度，也要將汽車引導至安全場所的系統。
蓄電應用方面，鋰離子充電電池的自放電少，最適合儲存電力。也是最適合用于太陽能電池與風力發電組合的電池。現在，正在著手開發1kW級的家用燃料電池，預計將在燃料電池的輔助啟動和蓄電方面使用鋰離子充電電池。
問：過去電池廠商大多站在產品廠商和電池廠商之間開發電池控制電路。對于產品廠商容易忽略的地方，電池廠商應該注意什么？
奧藤：關鍵是清楚地認識到，電池是化學技術，電路是電子技術，如果不采用兩方面的技術，就不能運用自如。
比如，電機廠商一旦改變結構和改變配置，電子技術人員就要調到電池制造部門。該技術人員雖然會設計電路，但不會采取安全對策。因為需要精通電池知識，而這需要花費時間。既了解電子技術又懂化學技術的人并不容易培養，能夠把握綜合知識的人有限。
但是，懂得培養綜合人才重要性的經營者并不多。本來，電源和電池是冷門，不容易受到關注。也是容易削減成本的部門。因此必須注意這一點，不過如果經營者不知道這一點，開發體制和產品都會出問題。
目前在日本無法施展才華的電池及電源技術人員正在大量流向海外。我擔心，將來日本的電池開發能力會下滑。
我經常聽說計算機主板的電解電容器劣化造成產品故障，懂不懂電解電容器方面的知識，將決定產品整體品質的截然不同。電池也一樣。我是電路技術人員，實際上我也沒有親手制造過鋰離子充電電池，但慶幸的是我在很多公司電池技術人員的幫助下增加了電池方面的知識。因此，我相當了解鋰離子充電電池的結構和特性。
問：行業體制方面有什么問題？
奧藤：安全性等問題關鍵是在整個行業內積極共享。比如，鎳鎘（NiCd)電池如果反復淺充淺放，容量會減少；鋰離子電池在滿充電狀態及高溫下放置會導致使用壽命劣化等，這些問題要花非常多的時間才能被產品設計者和用戶所熟知。
安全性及危險問題如果不共享，后果將非常嚴重。因此電池設計方必須承擔起解說責任，產品制造方也應該保持積極去了解的姿態。
最近，世界上電池事故越來越多。在日本，電池工業會等組織每年都在籌備制定安全性標準，而海外很多企業都還沒有進展。
前段時間，我觀察了海外的電池廠商，發現他們在惡劣的環境下制造產品。甚至發現電池中混有雜物。日本的電池行業需要帶動海外廠商提高安全性。
問：年輕技術人員應該如何提高能力？
奧藤：應該拋棄既成概念，成為能夠提出新概念的技術人員。別人怎么說就怎么做的技術人員以前不被稱作工程師（Engineer），而被稱為更換師（Change-neer）。希望技術人員仍然是工程師。
從日本引進了大量新技術的海外廠商都在加倍努力。推進基礎研究，申請專利數量也在增加。
日本在電池領域雖然目前仍然領先。擔心落后而積極開發并掌握新技術也是日本的拿手好戲。所以希望日本的電池廠商能夠繼續走在世界的前列。
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