锂电池登场20多年来，不仅得到便携式终端的采用，还在向电动汽车、家用蓄电池等众多领域拓展。今后，随着应用范围越来越广泛，掌握锂电池知识估计将会成为技术人员的必备条件。本连载将通过刊载锂电池之父——西美绪在《日经电子》上发表的文章，为您介绍锂电池开发史和发展历程。绪在《日经电子》上发表的文章，为您介绍锂电池开发史和发展历程。

恕笔者提一则旧闻，2004年1月11日的《朝日新闻》（东京版）刊登了这样一条消息。大阪府警察以涉嫌盗窃为由，检举了大阪府守口市的一名公司员工和枚方市的一名大学生。警方指控二人“盗窃电气制品”，笔者原以为他们从电器行顺手牵羊地摸走了电器之类的商品，但其实并非如此。那么，他们究竟偷了什么？

没了电池的手机只是块板砖

其实，他们是从室外的插座“偷了电”。虽然涉案总金额统共只有1日元左右，但秉持不纵容违法的态度，警察还是对二人分别依法进行了缉捕。

经调查，上述公司员工涉嫌使用门真市某餐厅的招牌用插座，为手机冲了大约5分钟电。上述大学生则是在京阪电铁的枚方市站前表演舞蹈时，把超市自动售货机的插头从插座上拔下，插到了自带的播放音乐的收录两用机上，从而构成了偷电行为。这两起事件的起因都是因为电池耗尽。

这则报道告诉人们，在便携式产品流行的现代，作为电源的电池，尤其是二次电池已经成为了不可或缺的存在。也就是说，“手机如果没了电池，只是一块板砖”。

笔者希望通过本文，为大家介绍如今在二次电池中占据首要地位、在不久的将来还有望成为电动汽车动力源的锂电池（以下简称：LIB）。

从干电池到二次电池

二次电池被广泛运用的历史并不长。东京通信工业（现索尼）推出日本第一台晶体管收音机“TR-55”是在1955年，当时使用的是一次电池，也就是干电池（图1）。之后，该公司又在1957年为小型收音机开发出了电压为9V的干电池“006P”（图2）。这种电池由6个小拇指尖大小的干电池在方形筒中叠加而成。006P电池现在依然是无线电遥控车等常用的电源。索尼在电池领域起步虽晚，却在半个世纪前，出人意料地机型了一项重要的商品开发。

图1：世界上第一台晶体管收音机“TR-55”

东京通信工业于1955年推出。内置干电池。（供图：索尼）

图2：9V干电池“006P”

为1957年上市的晶体管收音机“TR-63”开发。现在也应用于无线电遥控车等产品。 

在晶体管收音机之后，得到广泛普及的便携式产品应该是收录两用机。1963年，日立制作所推出了收音机与开放卷轴录音机二合一的产品。这据说是日本的第一台收录两用机。最初的“卡带录音机+收音机”在1968年由爱华（AIWA）制造，以此为契机，各大家电制造企业相继在1970年代向市场投放商品。收录两用机当时也是以干电池为电源，因为安装了多节大块头的1号、2号干电池，所以分量相当重。

谈到重量，就不能不提初期的家用摄像机的电池。从1970年代中期开始，摄像机走进了家庭。当时，虽说是家用，但摄像机的体型大，能够驱动这个大家伙的二次电池，只有大块头的铅蓄电池。成本可能也限制了选择的范围。在当时，镍镉（以下称：Ni-Cd）电池还非常昂贵。

摄像机用铅蓄电池的尺寸与一条栗羊羹相仿，曾被戏称为“栗羊羹电池”。原本就十分笨重的摄像机再装上沉甸甸的栗羊羹电池，重到让人用起来难免会闪到腰。当时的二次电池背负着“三重苦”，也就是“重”、“不耐用（电池电量耗尽快）”、“充电时间长”的课题，在移动产品时代的入口徘徊不前。

从1960年代后半段开始，使用卡带的小型磁带录音机、FM收音机、微型电视等便携式电子产品不断涌现，绝大多数产品使用一次电池，很少见到二次电池的身影。

然而，随着这些产品使用频率的增加，一次电池给用户造成了沉重的成本负担。这使得人们寄望于二次电池，开始把目光对准了“摆脱三重苦”。

对于二次电池小型化、高性能的要求日渐增强是在便携式音乐播放器流行（“Walkman”于1979年登场）、8mm录像带登场（1985年）的时候。当时，AV产品向小型化发展，在室外使用已经变得司空见惯。

Ni-Cd电池实现普及

 当时，Ni-Cd电池取代铅蓄电池成为了电池的主角。便携式音乐播放器开始使用俗称为口香糖电池的超薄电池，摄像机使用的小型Ni-Cd电池组也登上了历史舞台。

这要归功于Ni-Cd电池的容量实现了显著提升。举例来说，索尼第一台8mm摄像机使用的二次电池组型号为“NP-55”，使用5节略短于5号干电池的Ni-Cd电池。在1985年上市时，容量约为700mAh，顺应高容量化的呼声，索尼对电池进行改进，到1989年，电池容量增加到了1300mAh（图3）。

图3：二次电池组“NP-55”的容量变迁

NP-55由5节Ni-Cd电池组成，得到了索尼第一台8mm摄像机的采用。1985年上市之时的容量约为700mAh，1989年达到了1300mAh。

容量密度的提高得益于众多的技术革新，其代表之一是下面介绍的发泡镍基板。Ni-Cd电池的电极基板最初使用镍的烧结体（烧结式镍），之后开始采用发泡镍基板。后者以聚氨酯泡沫和高分子纤维无纺布为起始原料。

无纺布首先经过无电电镀获得导电性，接着经过通常电镀，在表面附着镍，然后在高温下煅烧。完成煅烧后，聚氨酯树脂等基材将会消失，只留下镍骨架。高分子基材原本具备的空隙原封不动，制成的电极基板的多孔度非常高。空隙率从过去烧结式的80％增至最大98％，革命性地提高了活性物质*的填充率。通过采用这种电极，容量大约可提高30％。

*活性物质=参与发电反应的正极和负极的物质。电池是将正极与负极发生化学反应产生的能量转化为电能输出的装置，参与化学反应的物质叫作正极活性物质、负极活性物质。比方说，Ni-Cd电池的正极活性物质是NiOOH（氢氧化镍），负极活性物质是Cd（镉）。

发泡镍基板登场是在1980年代后半段，而索尼在1970年代前半段，其实已经在着手开发同类技术。当时，索尼还将台式计算器（与现在的计算器判若两物的大型设备）商品化，内置Ni-Cd电池作为电源。为实现电池的轻量化，该电池也使用了经过无电电镀和通常电镀处理的无纺布作为基板。但遗憾的是我们没有想到通过煅烧的方式清除无纺布基材。

不过，塞翁失马焉知非福。如果我们的电极发展到了采用发泡镍基板的程度，Ni-Cd电池（还有之后的Ni-MH电池）或许将会成为索尼电池的主力商品，使日后LIB的开发大幅延后。毕竟索尼是因为当时没有强有力的二次电池商品，才把精力投入到了开发新型二次电池LIB。

现在回过头来说摄像机用电源，摄像机对于电池增加容量的要求越来越高。