(曾雨)接二連三的鋰電池召回事件告訴我們:電池工業面臨變革,并且也需要一場轟轟烈烈的變革。不過技術人員告訴我們,在最近幾年里,鋰電池仍將是IT產品中最主流、最實用的電池技術。
很多人仍對去年那場筆記本電腦電池的大規模召回事件記憶猶新,一場類似的事件又開始再度襲擾業界:8月中旬,全球最大的手機生產商諾基亞公司宣布召回4600萬塊手機鋰電池;同樣是在8月中旬,東芝公司宣布,由于存在過熱和火災的隱患,該公司主動召回1400臺筆記本電腦的電池;緊接著,8月下旬,一位美國用戶使用的戴爾筆記本電腦的電池突然爆炸起火,雖然火災并未造成人員傷亡,然而這位用戶的文件和資料都付之一炬……
電池門事件再度來襲?
處驚不亂
諾基亞方面宣布,該公司產品中使用的部分由松下制造的鋰電池,在充電時可能會出現過熱的問題,公司將主動召回這些產品,并為用戶更換電池。據悉,此次召回事件涉及的產品型號眾多,數量多達4600萬塊,這也是業內最大規模的一起電池召回事件。該起事件與隨后的東芝以及戴爾筆記本電腦事件,均明白無誤地昭示出:電池工業正在面臨著一場巨大的挑戰。
松下方面則表示,電池的相關問題是在制造過程中產生的。具體來說,就是一個用于防止短路的絕緣層發生破損時,過熱現象就會產生。諾基亞的統計也表明,迄今為止,松下鋰電池造成的過熱問題僅報告了100起(即百萬分之二的比率),而且沒有造成嚴重傷亡事件。
專家認為,不斷發生的電池召回事件,一方面體現出企業對于用戶更加審慎負責的態度,另一方面也表明電池生產方面仍然存在諸多問題。
20世紀90年代以來,可充電的鋰電池一直是筆記本電腦和手機產業飛速發展的重要因素之一。由于價格相對便宜、重量輕、電量足、環保性能好,鋰電池得到了用戶和業界的廣泛認可,成功躋身于主流市場,并應用于電腦、手機、PDA等產品。廣泛使用的鋰電池引發了便攜電子產品的一場革命,它將大量的能源濃縮在非常小的空間中,并且能讓用戶得到更長的使用時間。然而,從另外一方面來看,由于鋰電池產生的電流更大,制造工藝也更加復雜,因此它更容易出現發熱甚至過熱的情況,萬一造成短路,其后果也更加嚴重。
一些分析人士指出,手機和筆記本電腦產業的發展速度,已經遠遠超過了電池技術的發展速度,在這些產品功能日趨完善的同時,它們對啟動電流、工作電流、待機電壓等指標,以及對鋰電池的整體性能也提出了越來越高的要求。以個人電腦中的CPU為例,自從問世起至今,CPU的性能已經提升了幾百倍,然而筆記本電腦的電池容量卻始終變化不大。
對于目前的鋰電池技術,也有一些專家提出質疑。日本東京理工大學教授Masataka Wakihara就認為,筆記本電腦和手機所使用的鋰離子電池的底層技術是不安全的,根本達不到滿足其使命所要求的標準,需要重新進行設計。Wakihara還抨擊了電池制造商,他表示:“電池制造商還處在學習階段,因為制造技術還不太成熟。問題是,當前鋰離子電池在設計上存在根本性缺陷,要避免安全問題,就必須要徹底改變制造方式。”他將鋰離子電池形容為“危險的能量盒”。Wakihara的觀點得到了日本全國高級工業科技協會電池研究部門主管Kuniaki Tatsumi的支持,Tatsumi也認為:“電池制造商很少關注電池的安全性設計。”
盡管如此,主流輿論和多數專家仍然認為,鋰電池雖然具有一定的局限性,但是在可預見的未來,它仍將是IT產品中最實用的電池技術。
后繼有人
其實,技術人員找尋鋰電池替代物的努力從來沒有停止過,而在當前,看起來燃料電池技術似乎最具備承接鋰電池衣缽的資質。
燃料電池并不是什么新鮮事務,早在180年前,英國人W.Grove就提出了氫和氧反應可以發電的原理,而這正是燃料電池的立身之本。
燃料電池是一種化學電池,它利用物質發生化學反應時釋出的能量,直接將其轉變為電能。從這一點來看,燃料電池和其他化學電池,譬如錳干電池、鉛蓄電池等都是較為相似的。然而,燃料電池在工作時需要不斷地向其提供燃料和氧化劑,這又和其他普通化學電池有著極大的不同。正是由于它把燃料通過化學反應釋出的能量變為電能輸出,因此被稱為燃料電池。
多年前,就有一些日系廠商開始設想將燃料電池用于筆記本電腦,他們樂觀地表示,將在未來幾年大力推廣采用燃料電池的筆記本電腦。遺憾的是,這一幕至今仍未成為現實,而且也少有證據表明我們距離燃料電池越來越近了。
在一些“概念型”產品上,我們倒是時常目睹到燃料電池的應用。三星最近就展示了其超便攜式筆記本電腦Q35,據悉,有了其配套燃料電池的支撐,Q35能夠在每天使用8小時的情況下,連續工作1個月的時間。與三星在去年底的同類展示相比,新型燃料電池在待機和工作方面的表現相差無幾,但是“三圍”明顯小了不少,這也表明它距離商用越來越近了。三星方面也表示,Q35燃料電池筆記本電腦目前正在測試中,有望在2007年年底正式推向市場。
8月27日,索尼公司表示,該公司開發出一種使用食糖的環保型燃料電池,這種電池產生的電流足可以帶動一個MP3音樂播放器和一對音箱。據了解,這種電池的外殼是由用蔬菜制造的塑料制成,只需在其中倒入糖溶液,生物酶就會分解糖溶液進而產生功率為50毫瓦的電流。索尼表示將把這種燃料電池投入商業應用,不過該公司沒有披露具體的時間表。
專家表示,燃料電池兼備了無污染、高效率、適用廣、無噪聲和具有連續工作等優點,而且工作的副產品只有水和熱量,無噪音,基本無污染,效率比起一般的發電系統也高得多,比起常用的鋰電池和聚合物鋰電池要干凈和環保得多。另外,相對于一般的鋰電池,燃料電池能夠在容量相同的情況下,把電池做得更小,或者在電池體積和重量相同的情況下,把電池容量做得更大。
不過,燃料電池的優點尚不足以令它順理成章地替代鋰電池的地位。同時,燃料電池目前的一些缺點也將阻礙它的應用和普及。譬如,燃料電池用來在低溫下生成氫所需的白金催化劑的成本比較昂貴,電力密度也較低,整體成本遠遠高于鋰電池;其次,在工業生產中,燃料電池產生的水和熱量可以輕而易舉地進行循環再利用,但是在筆記本電腦、手機等IT產品中,這些熱量和水如何進行處理將是一大難題;最后,燃料電池和我們現在使用的鋰電池不同,它不可以充電,要想持續使用,必須不斷補充燃料(電解質)。如何讓用戶方便地取得燃料,并不是件容易事,同時用戶理念的轉變也將是橫亙在燃料電池普及路上的一座大山。
尤為重要的是,目前我們尚不能證實燃料電池比鋰電池更安全。
編輯點評:
盡管在IT產品中應用較少,但是燃料電池在國防、航空、航天、電力、汽車、通信等行業和領域中均有著較大規模的應用。在去年的筆記本電腦鋰電池被頻繁召回之后,美國著名的《連線》雜志曾經樂觀地預測:(IT業的)燃料電池技術時代即將來臨。現在看來,這一預測的“理想主義”成分還是偏重了些。