鋰電池與太陽能電池一體化設(shè)計(jì)

鋰離子充電電池及鋰聚合物充電電池的固體化趨勢不斷增強(qiáng)。其中，已有廠商開始銷售產(chǎn)品。固體化之后由于產(chǎn)品具備前所未有的特點(diǎn)，因此有望開辟新的用途。

　　全固體鋰離子或聚合物充電電池采用固體材料作為電池的電解質(zhì)。由于完全不使用電解液，因此不會(huì)發(fā)生漏液現(xiàn)象，大幅降低了著火及爆炸的可能性。另外大多數(shù)產(chǎn)品還具備膜厚僅數(shù)μ～100μm（不包括底板）、重量輕以及底板可彎曲的特點(diǎn)。但同時(shí)也存在功率密度小以及工作溫度范圍窄的課題。
　　
　　這些課題最近得到大幅改善，有多項(xiàng)技術(shù)已進(jìn)入實(shí)用化階段。比如，韓國GS Caltex公司制造出了超薄、郵票大小的鋰離子充電電池，并已開始在日本等地進(jìn)行樣品供貨。雖然容量本身只有0.5mAh，但體積能量密度超過800Wh/L，比普通鋰離子充電電池高2成以上。充電率較高，最大達(dá)到50C。

　　關(guān)鍵是經(jīng)驗(yàn)與訣竅

　　GS Caltex的電池制造裝置及制造經(jīng)驗(yàn)都是愛發(fā)科（ULVAC）提供的。愛發(fā)科提供的“是普通的濺射用制造裝置，除了正負(fù)電極之外，還可制造電解質(zhì)層。而且還有望大幅擴(kuò)大面積”。不過，這樣的電池并不是誰都能制造出來的，“高溫處理時(shí)的溫度管理等制造經(jīng)驗(yàn)與訣竅是性能提高的關(guān)鍵”。

　　吉奧馬科技（GEOMATEC）和巖手大學(xué)也開發(fā)出了利用濺射實(shí)現(xiàn)正負(fù)電極以及電解質(zhì)層層疊的全固體鋰離子充電電池。但特點(diǎn)與GS Caltex的電池不同。比如，“無需高溫處理工序，底板可使用樹脂薄膜”。不過，容量只有0.1mAh左右。原因是“負(fù)極未使用鋰，因此端子電壓較低”。

　　期望用于大面積器件

　　上述兩項(xiàng)開發(fā)案例利用的是半導(dǎo)體制造技術(shù)。而出光興產(chǎn)及三重縣產(chǎn)業(yè)支援中心等卻選擇不同于半導(dǎo)體的制造工藝，力爭大幅降低成本。但是，兩個(gè)技術(shù)陣營都需要在實(shí)用化方面付出更大的努力。

　　出光興產(chǎn)數(shù)年前就在開發(fā)用于固體電解質(zhì)的粉末狀“硫化物類鋰鹽”（出光興產(chǎn)）的全固體鋰離子充電電池。最近的進(jìn)展主要有兩點(diǎn)：①尺寸從名片大小加大到了A6大小，②省去了以前輸出功率時(shí)所需要的數(shù)kgf/cm2壓力。不過，目前還存在彎曲性和電解質(zhì)均一性的課題，需要進(jìn)一步改進(jìn)制造工藝。