Boston Power女CEO:锂离子电池应用将持续50年 (2)

2008-01-15 14:11:07 作者：来源：电子工程世界网　汤宏琳

　　“我们找到了一个比较理想的平衡：就是我们的Sonata。”Christina介绍。Sonata能够带来更长和更多可用的电源－现有的电池在3到6个月性能就开始衰减，但Sonata 电池则在 3 年内性能都维持如新。此外，它的普适型 (drop-in) 设计使其能够应用于现有的笔记本电脑，故笔记本电脑OEM厂商如惠普等，无需对部件作任何设计改变即可采用。Sonata拥有快速的充电速度，可在30分钟内充满达80%的容量。这意味着充电时间仅是其他电池的一半或更短。

　　Sonata采用一种特定应用的整体系统设计（Whole-system）方法，也就是说，这个电池不是在某一方面的创新，而是30个发明创新的总合。“有点像音乐中的协奏曲，音乐中的乐器，大提琴、小提琴、大贝斯、大鼓，你光听一个就已经很流畅了，但是协奏曲的美丽在于它的协奏。这就使我想到了 “Sonata”，他就像一个乐曲。” Christina轻轻地说，空气中似乎也流淌着协奏曲的旋律。　

　　被电子工程世界记者问及成本问题，Christina 介绍：“我们主要受限于生产规模，现在生产规模还比较有限，我们生产不了比如5000万个单节电池。但是市场对于我们的电池是非常感兴趣的，所以以后随着规模的扩大，就会把成本降下来。而现在可能比其他的电池成本稍微高一点。”据悉，Sonata现在已经进入开始大量生产的阶段,预计今年年底，每月产量会高达一百万个单体电池。

　　“我自己觉得一百万是一个很庞大的数字，因为我们是从零开始的。但是在整个市场，一百万个不是太大。” Christina笑着补充。

　　对于Boston Power的CEO而言，Christina更是个科学家，谈起锂离子电池技术来滔滔不绝。

　　她介绍，过去的电池，能源密度较低，化学机理相似，所以一个技术可以普遍使用于笔记本和手机。随着消费者对运行时间的要求越来越高，电池能源密度也不断增高，有的能源密度相当高，甚至到了手榴弹的密度。市场对安全、高性能又环保的锂离子笔记本电脑电池的需求持续增长。

　　“电池就像一个化工厂，有很多管道、阀门等等。但它又是更大系统的一部分，而这个更大的系统手提电脑。有时给好的电压，有时错给了电压、电流，这些问题都需要它来处理。”她说。

　　Sonata不仅使用了混合性物料，也改变了处理安全问题的方式。通过采用低启动压力的CID（断电式防爆阀）和PTC（正温度系数），将电压及温度分开处理。同时拥有多个通气孔，如果出现问题，就一下子就打开，只要空气进入，就会打开。一般电池外壳是碳钢的，熔点是1650摄氏度，Sonata外壳是用铝作的，熔点只有660摄氏度。另外也改变了笔记本电脑电池的主要技术分块，一般电池是2块并联再3块串联（2p3s），Sonata只用3对串联（3s）。

　　市面上大多的笔记本电池是1991年以来的模式：镀镍的碳钢外壳，性质很强，即使里面的压力很大都不会爆炸，当然，没有人希望电脑里有一个压力锅。行业现在用的是三个安全方面的装置，第一个是断电的防爆阀门CID，第二个是热力方面的正温度系数，电池的过热保护装置，这些都是集中在电源外壳的盖子里面。

　　在一个镀镍碳钢外壳的“罐头“里面，当由于某种原因，电流非常快，周围温度就会在这样一个范围内积聚上升；随着温度上升，就会出气，晶体液很烫与里面的塑料融在一起。锂离子电池的最初设计是希望气体按照既定的路线在出气孔排出，但是近年来笔记本电脑频发爆炸现象，显然，气体并没有按照既定管道走。

　　“所有气体出不去，就会变得越来越疯狂，接着只有一部分的气体出去，听到“嘶嘶”的声音。然后就会往下看，查看电脑出得声音怎么不对劲，周围一片安静，然后一下子“嘣’，”记者被这突如其来的“嘣”吓了一跳，仿佛笔记本爆炸真的在自己身边发生了一样，同时也被Christina的活力感染着。

　　在90年代中期，所有厂商都认为，严格的按照设计的一些基本规律是应该的。典型的笔记本电池组结构，一共是六节电池，由三个基本单位组成，先把两块电池并联，然后再把三块这样的电池串联，这个是2P3S。Sonata结构就是三节串联。通过热成像可以看出（红代表最热，绿代表凉），普通结构不同单体电池是不同温度的。在化学方面，热得电池和凉的电池在化学性能方面是不一样，从而使得两节电池的阻力不一样。

　　“以前电池组像用六匹马拉车，通过图中可以看到有两匹马是废弃的，所以走的很不平稳。而在Sonata电池，温度一样，所以可以平稳的行驶。”她引入了一个生动的比喻。

　　笔记本是硬件，硬件有时就会出问题。当笔记本、变压器发错电流，电流太多或太少。 Sonata系统在五分钟以内就会反应过来，只有五分钟以内，温度大概上升60摄氏度，60摄氏度是一个什么概念呢？就是消防队摸一下墙，看能不能进楼用的温度。

　　而普通的电池技术一种是反应时间过慢，另外一种也是由于反应时间过慢，且持续时间长，温度会上升到非常危险的地步，差一点就到了 “热失控”。时间再长的话，会出现更多的锂金属（锂是一种化学反应极快的金属物质），就会发生爆开的情况。

　　Sonata在提高安全的同时并没有影响性能。下图一共有四条线，就是用电脑的时候所用的电流，不管电流多还是少，最后的容量都是4000个mAh以上。

　　运行时间很关键，对于用户来讲，在几个月以内就会发现，电脑几乎是用不了。Sonata是可以超过1000个充电循环的，而现在的电脑一般是150多个循环。

　　Sonata消除了紧喷性的安全隐患，但并不是对于安全问题可以一劳永逸了。笔记本电池在一个很小的空间里集中了大量的能量，所以安全问题错综复杂。比如开车压Sonata，没有问题；拿一个钉子穿透Sonata，也不会有问题，可是之后人家还怎么去用，是没法想像的。所以除了设计方面，消费者至少还要有一点安全意识。比如最近美国出了一个规定说，上飞机带笔记本电池，什么样的电池，只能携带上机，不能托运，就是一个很好的规定，也是有助于加强消费者这方面的安全意识。

　　“电池安全事件总量比较少，你只有一百万分之一的可能性，或者一千万之一的可能性，那假如那个一百万人当中的一就是你呢？ ”她反问。