锂离子充电电池已配备于很多便携产品，但屡屡发生因电池起火事故及故障而不得不回收更换的问题。各家电池厂商与产品厂商都在努力确保可靠性和保证品质，但问题还未能彻底解决。
为此，本站记者采访了在锂离子充电电池安全设计方面熟悉电池管理电路设计技术的台湾Celxpert公司技术总监奥藤忠司。奥藤从1987年加拿大Moli Energy公司成立时就开始从事充电电池保护电路及充电电路的开发设计，同时他还是NEC Moli Energy董事技术部长和商品开发部长，是锂离子充电电池周边电路开发等有关电池组安全设计专家。最近则开始开发汽车用大型锂离子充电电池、燃料电池与锂离子充电电池的混合动力电池等。（采访者：安保秀雄）
问：装有锂离子充电电池的电池组现在被用于哪些领域？
奥藤：20世纪90年代，电池组被大量应用于摄像机、静态相机及个人电脑等，后来开始配备于手机、游戏机等多种电子产品。最近，其用途扩展到了电动工具、电动踏板车及电动车等领域。今后还将扩展到电动汽车、产业/消费类固定型蓄电池等领域。
问：电池组经历了哪些变化？
奥藤：先于锂离子充电电池普及的车用铅电池即使过充电及过放电也不会产生太大危险，从安全性方面来看，便于使用。而锂离子充电电池需要谨慎使用，提高安全性的电子电路技术变得不可或缺。后来，锂离子充电电池大量用于便携产品，为了提高利用效率，开始利用微控制器进行微细控制。
今后，锂离子充电电池的控制技术和电路技术将进一步发展。应该力争实现不仅回避危险、还能预测危险的自我诊断系统。
比如，预测到单元将失去平衡而采取对策的系统非常重要。锂离子充电电池随着串联单元增多，单元的平衡成为问题。当单元失去平衡，电池电压降低或变成0V时，如果电池继续充放电，就容易发生起火及冒烟事故。这一问题在10年前就已经指出，不过在保护电路上添加单元平衡电路，能够解决这一问题。
今后不仅能利用保护电路回避危机、还能够预测这一现象并采取对策将变得至关重要。此外还需要对单元并联时的平衡、电压及电阻的变动等采取对策。
安全设计方面，过去切实积累了过充电发生时的双重故障保护机构（二级保护电路）、用于切断电路的熔断器元件等技术。并且，还进一步导入带单元平衡的保护电路等，实现了更安全的设计。现在也在尝试进一步的改善措施。
问：锂离子充电电池的全面普及已有近20年的历史，当仍然时有发生起火事故及故障导致的召回等。这些问题为何不能根除？
奥藤：安全设计技术正在日积月累，不断进步。但我觉得，现在电池技术人员与电路技术人员及产品设计人员的合作关系不是很充分。过去，三方面基本是紧密合作推进开发的。10年前，供应单元的厂商很少，三方面一直协作开发，直到相互了解彼此的要求。而现在，有时电池技术人员及电池组设计人员要听命于产品厂商，按照他们的要求，提高能源容量、降低价格。
有时因过度提高能源容量而牺牲电池的循环寿命，有时为降低价格，安全设计敷衍了事，从而酿成事故和故障。
在提高能源容量时，最基本的还是增加单元数量及利用正在开发的材料进行充分的安全测试。没有好方法。电池技术人员与电路技术人员及产品设计人员之间必须建立起合作关系，充分进行协商。
配置方面，电池设计方与产品制造方最好也要好好协商。比如，可以提前弄清笔记本电脑的电池驱动时间是否需要达到3～4小时以上。现在，在机场和飞机上都能充电。也可以增加一些电池驱动时间不需要那么长的机型。不能只在能源容量上竞争，关键是站在用户的角度考虑安全性。
另外，现在不允许大量生产、大量销售、大量废弃了。希望还要考虑到这一点。在节能方面起着重要作用、并肩负着环保使命的电池不能大量废弃。应该力争开发更加安全、能够长期使用的电池。
问：今后锂离子电池的能量密度将越来越大，应该注意哪些事项？
奥藤：在相同容积中封闭的能量加大，意味着离危险更近了一步。在10～20年前已经发现：使用Ni（镍）时，提高容量的危险性也非常大。
当然，现在的产品在考虑安全性之后才实际投入使用，不过在混合Ni或Mn（锰）时，必须要慎重地确保安全性。以前，我在Moli Energy的时候，曾有人被镍酸锂离子电池烧伤过手。虽然学术性文献公布的数据良好，但基本未涉及安全性问题。应该注意是否已向产品厂商及产品用户详细介绍了文献未涉及部分。
电池组设计方面，能量密度提高时，应该注意安全性和使用寿命。比如，我认为在电池组设计中适当采用上述的自我诊断系统等至关重要。
问：今后锂离子充电电池的用途将扩展到混合动力车、电动汽车及固定型蓄电池等领域，这些用途的安全设计应该注意什么？
奥藤：如前所述，随着锂离子充电电池串联的单元数量增加，单元的平衡将成问题。现在的电动汽车中串联着很多单元，单元的不平衡将成为大问题。需要考虑如何将不平衡的电池与系统分开。驾驶过程中，如因电池起火、冒烟导致驾驶人员恐慌而酿成交通事故也不是不可能的。因此需要即使降低速度，也要将汽车引导至安全场所的系统。
蓄电应用方面，锂离子充电电池的自放电少，最适合储存电力。也是最适合用于太阳能电池与风力发电组合的电池。现在，正在着手开发1kW级的家用燃料电池，预计将在燃料电池的辅助启动和蓄电方面使用锂离子充电电池。
问：过去电池厂商大多站在产品厂商和电池厂商之间开发电池控制电路。对于产品厂商容易忽略的地方，电池厂商应该注意什么？
奥藤：关键是清楚地认识到，电池是化学技术，电路是电子技术，如果不采用两方面的技术，就不能运用自如。
比如，电机厂商一旦改变结构和改变配置，电子技术人员就要调到电池制造部门。该技术人员虽然会设计电路，但不会采取安全对策。因为需要精通电池知识，而这需要花费时间。既了解电子技术又懂化学技术的人并不容易培养，能够把握综合知识的人有限。
但是，懂得培养综合人才重要性的经营者并不多。本来，电源和电池是冷门，不容易受到关注。也是容易削减成本的部门。因此必须注意这一点，不过如果经营者不知道这一点，开发体制和产品都会出问题。
目前在日本无法施展才华的电池及电源技术人员正在大量流向海外。我担心，将来日本的电池开发能力会下滑。
我经常听说计算机主板的电解电容器劣化造成产品故障，懂不懂电解电容器方面的知识，将决定产品整体品质的截然不同。电池也一样。我是电路技术人员，实际上我也没有亲手制造过锂离子充电电池，但庆幸的是我在很多公司电池技术人员的帮助下增加了电池方面的知识。因此，我相当了解锂离子充电电池的结构和特性。
问：行业体制方面有什么问题？
奥藤：安全性等问题关键是在整个行业内积极共享。比如，镍镉（NiCd)电池如果反复浅充浅放，容量会减少；锂离子电池在满充电状态及高温下放置会导致使用寿命劣化等，这些问题要花非常多的时间才能被产品设计者和用户所熟知。
安全性及危险问题如果不共享，后果将非常严重。因此电池设计方必须承担起解说责任，产品制造方也应该保持积极去了解的姿态。
最近，世界上电池事故越来越多。在日本，电池工业会等组织每年都在筹备制定安全性标准，而海外很多企业都还没有进展。
前段时间，我观察了海外的电池厂商，发现他们在恶劣的环境下制造产品。甚至发现电池中混有杂物。日本的电池行业需要带动海外厂商提高安全性。
问：年轻技术人员应该如何提高能力？
奥藤：应该抛弃既成概念，成为能够提出新概念的技术人员。别人怎么说就怎么做的技术人员以前不被称作工程师（Engineer），而被称为更换师（Change-neer）。希望技术人员仍然是工程师。
从日本引进了大量新技术的海外厂商都在加倍努力。推进基础研究，申请专利数量也在增加。
日本在电池领域虽然目前仍然领先。担心落后而积极开发并掌握新技术也是日本的拿手好戏。所以希望日本的电池厂商能够继续走在世界的前列。
索比光伏网 https://news.solarbe.com/200907/23/5365.html
