如果把這個(gè)機(jī)理應(yīng)用到氣體擴(kuò)散電極的現(xiàn)象，可以這么表述：不只是氧氣，CO2也擴(kuò)散到上面提到的三相界面。CO2與KOH發(fā)生反應(yīng)，生成K2CO3，在微孔內(nèi)析出。堿性物質(zhì)不斷向K2CO3的上方爬行，最終，K2CO3的析出物填滿整個(gè)微孔。電解液經(jīng)由析出物充滿微孔后，三相界面將無(wú)法形成，無(wú)法作為氧氣極發(fā)揮作用。要想防止這種現(xiàn)象發(fā)生，只能把CO2吸收液（堿性）作為洗氣器（去除裝置），對(duì)空氣進(jìn)行清洗，使CO2無(wú)法到達(dá)空氣極。

如上所述，防范枝晶和正極的漏液會(huì)使系統(tǒng)的規(guī)模增大而且變得復(fù)雜。說(shuō)到這里，想必大家已經(jīng)明白，空氣電池雖然作為后LIB備受矚目，但開(kāi)發(fā)起來(lái)相當(dāng)困難。

LIB上市1年后與日產(chǎn)合作開(kāi)發(fā)EV

接著來(lái)說(shuō)LIB在EV和HEV中的應(yīng)用。索尼于1991年在全球率先上市LIB后，從第二年開(kāi)始與日產(chǎn)聯(lián)手，合作開(kāi)發(fā)以LIB為動(dòng)力的EV。大約在1995年，能夠稱之為EV用LIB的電池開(kāi)發(fā)成功（圖6）。這種LIB的正極使用LiCoO2，負(fù)極使用硬碳（HC）。HC的循環(huán)特性和負(fù)載特性良好，性能在EV用LIB中得到了充分發(fā)揮。而且充電接受能力強(qiáng)，利用再生制動(dòng)回收能源（充電）的效率高。

圖6：EV用LIB模塊

1990年前半段到1998年，索尼與日產(chǎn)合作開(kāi)發(fā)配備LIB的EV。

8節(jié)LIB串聯(lián)成模塊，上方設(shè)置BMU（battery management unit）（圖6中小箱子）。汽車以12個(gè)這種系統(tǒng)串聯(lián)而成的系統(tǒng)為動(dòng)力源。LIB共計(jì)96節(jié)。配備索尼開(kāi)發(fā)的這種LIB的日產(chǎn)試制車在1995年10月的“東京車展”上進(jìn)行了展出。而且，日產(chǎn)還于1997年發(fā)布配備LIB的EV“Altra EV”（日本名：R'NESSA EV），在日美兩國(guó)售出了200輛（圖7）。續(xù)航距離為130km，最高速度達(dá)120km/h，性能在當(dāng)時(shí)極具突破性。

圖7：1997年開(kāi)發(fā)的“Altra EV”

配備索尼LIB的EV。在“第31屆東京車展/1995”上展出。

這款EV似乎還震撼了全世界。邁克爾·克萊頓（Michael Crichton）的小說(shuō)《失落的世界》（《侏羅紀(jì)公園》的續(xù)集）中某些段落的靈感似乎就來(lái)源于索尼和日產(chǎn)聯(lián)手開(kāi)發(fā)的EV。

小說(shuō)記述的是《侏羅紀(jì)公園》6年后，科學(xué)家們重新開(kāi)始調(diào)查島嶼。科學(xué)家們?yōu)楸Ｗo(hù)環(huán)境決定使用EV，對(duì)此書(shū)中有這樣一段描述。

筆者閱讀了美國(guó)Alfled A.Knopf公司出版的這部小說(shuō)的1995年版本?，F(xiàn)在，EV用LIB已經(jīng)成了全世界關(guān)注的焦點(diǎn)，而在1995年的時(shí)候，這種電池還處于搖籃期。作者竟然在這么早的時(shí)候，就讓配備LIB的EV在小說(shuō)中登場(chǎng)，著實(shí)令人大吃一驚。但這里要多說(shuō)一句，故事里“l(fā)ithium-ion batteries from Nissan（日產(chǎn)的LIB）”的設(shè)定令人無(wú)法接受。這里不應(yīng)該是日產(chǎn)，而應(yīng)該是索尼的LIB。暫且不論索尼宣傳不力，LIB“unreliable”（不可靠）的表述方式也有失偏頗。

與日產(chǎn)的合作研究因?yàn)樗髂岱矫娴脑蚨?998年中止。日產(chǎn)之后繼續(xù)開(kāi)發(fā)EV，并在2009年推出了“LEAF（聆風(fēng)）”。展示了堅(jiān)持就是勝利的精神。

性能足以滿足HEV需求

那么，EV和HEV用LIB的現(xiàn)狀如何？MarkLines的調(diào)查“環(huán)保車用鋰電池制造商”顯示，在全世界，正在制造及準(zhǔn)備制造車用LIB的制造商多達(dá)125家。這個(gè)數(shù)字令便攜終端用小型LIB制造商等都要黯然失色。但筆者不禁擔(dān)憂：連生產(chǎn)小型便攜終端用LIB的經(jīng)驗(yàn)都沒(méi)有的制造商能輕而易舉地制造出大型LIB嗎？

車用LIB的開(kāi)發(fā)似乎正在大容量化、高安全性這兩個(gè)難以兼顧的特性之間一籌莫展。因安全性好而投入開(kāi)發(fā)的正極活性物質(zhì)磷酸鐵鋰（LiFePO4）和尖晶石型錳酸鋰（LiMn2O4）的體積能量密度遠(yuǎn)小于消費(fèi)類LIB使用的正極。就正極而言，在應(yīng)用于HEV時(shí)，正極只要具備一定的容量即可，負(fù)載特性、大電流充電接受性能和循環(huán)特性扮演的角色更為重要，所以應(yīng)該可以采用LiFePO4等材料。

而就負(fù)極而言，使用安全性好的鈦酸鋰（Li4Ti5O12）的LIB電壓低，能量密度也低。制作電壓相同的電池系統(tǒng)，需要串聯(lián)的LIB是過(guò)去的1.5倍。這對(duì)于控制等方面極為不利。HC負(fù)極雖然在能量密度上稍遜于石墨，但循環(huán)特性、負(fù)載特性和充電特性表現(xiàn)出色。作為HEV用LIB負(fù)極的希望很大。

EV的問(wèn)題在于充電

對(duì)于EV的實(shí)用化，除了上面提到的容量等，筆者最擔(dān)心的還是如何充電。日產(chǎn)的LEAF搭載24kWh，三菱的EV“i-MiEV”搭載16kWh的LIB。前者利用單相100V充電需要16個(gè)小時(shí)，單相200V需要8個(gè)小時(shí)。后者則分別需要14個(gè)小時(shí)和7個(gè)小時(shí)。也就是說(shuō)，使用住宅電源一個(gè)晚上基本可以充滿。