本系列文章@@，我们在从@@事提高@@电池性能研究@@30多年的@@东京工业大学特命教授菅野了次先生的@@监修下@@，从@@什么是锂@@离子电池@@@@、到被称为下一代锂@@离子电池@@的@@全固态电池的@@研究状况@@，做一个全面介绍专题@@。
第五讲@@谈谈锂@@离子电池@@为实现可持续发展社会作贡献的@@原因@@，以及替换铅@@蓄电池的@@优点@@、再循环方法@@、未来的@@可能性@@。
1. 环境负荷小的@@锂@@离子电池@@@@
为什么说锂@@离子电池@@@@“可以为实现可持续发展社会作贡献@@”呢@@？原因之一是因为通过将锂@@离子电池@@用于各种用途@@，“电气化@@”得到普及@@，石油@@和@@燃气等化石能源的@@用量减少@@，有助于抑制全球变暖@@。
另一方面@@，因为制造时所用材料里不使用镉@@@@、铅@@、汞等物质@@，所以@@人们说锂@@离子电池@@环境负荷小@@。镉@@、铅@@和@@汞等物质@@原来就存在于自然界@@，并不会对自然环境本身带来太大的@@影响@@。但是@@，如果过分摄取据说可能会对生物造成危害@@。制造锂@@离子电池@@的@@材料里所用的@@主要物质是锂@@@@、碳@@、锰@@、镍@@、钴等环境负荷较低的@@物质@@。
2. 从@@铅@@蓄电池换成锂@@离子电池@@的@@优点@@
人们经常将锂@@离子电池@@与铅@@蓄电池作比较@@。电池按产生电能的@@能源种类分为@@“化学电池@@”、“物理电池@@”和@@“生物电池@@”三大类@@。
“化学电池@@”是通过内部的@@化学反应来产生并取出电能的@@电池@@，分为干电池等一次性的@@@@“一次电池@@”、可以充电@@、反复使用的@@@@“二次电池@@”和@@持续取出通过化学反应产生的@@电能的@@@@“燃料电池@@”三种@@。人们经常将锂@@离子电池@@与铅@@蓄电池作比较@@，而这两种电池都被分类为@@“化学电池@@”的@@“二次电池@@”。
电池的@@分类@@
虽然同为二次电池@@@@，但从@@所用的@@材料来看@@，锂@@离子电池@@比铅@@蓄电池的@@环境负荷小@@。但因为铅@@是在世界上容易获取的@@物质@@，所以@@铅@@蓄电池的@@价格比锂@@离子电池@@还要低@@，而且其技术@@已基本成熟@@，具有高可靠性@@，基于这些优点@@，所以@@被广泛用于汽车电池等众多领域和@@用途@@。
但是@@，今后@@使用锂@@离子电池@@的@@场景将越来越多@@，现在使用铅@@蓄电池的@@产品也会渐渐地换成锂@@离子电池@@@@。不使用铅@@蓄电池而使用锂@@离子电池@@有下面几个优点@@。
环境方面的@@优点@@
过分摄取铅@@可能会对生物造成危害@@，而制造锂@@离子电池@@的@@主要材料@@——锂@@、碳@@、锰@@、镍@@、钴等物质对环境的@@负荷小@@@@。所以@@，可以说在环境方面@@，锂@@离子电池@@比铅@@蓄电池更具有优点@@。
性能方面的@@优点@@
锂@@离子电池@@比铅@@蓄电池的@@能量密度高@@、强力@@。能量密度是表示从@@一定质量或@@容积里能取出的@@能量大小的@@数值@@，可以说数值越大电池性能越高@@。按单位重量@@（体积@@）来比较此能量密度的@@话@@，铅@@蓄电池约为@@25〜50Wh/kg（50〜100Wh/L）；锂@@离子电池@@约为@@100〜250Wh/kg（200〜700Wh/L）。
另外@@，化学电池@@会@@“自放电@@”，不用时内部会发生少量的@@化学反应@@，电量逐渐减少@@。而锂@@离子电池@@不自放电@@@@，所以@@电池不易老化@@、耐用@@。
3. 锂@@离子电池@@可以再循环吗@@？
在日本@@，有关电池的@@再利用@@，有改变还留有容量的@@电池的@@用途的@@案例@@（再使用@@）；在工厂从@@完全无法使用的@@电池取出有用资源@@，进行再循环的@@案例@@。
日本的@@电池再使用@@和@@再循环方法@@示例@@
改变用途后再使用@@@@
譬如说电动汽车@@，如果充电一次后可以行驶的@@距离变短@@，就会被判断为电池已老化@@。可是因为车用锂@@离子电池@@很大@@，容量也大@@，即使无法用于汽车@@，也还留有相当多的@@容量@@。因此@@，可以将这些电池原封不动或@@更换@@、修理部分零件后用于其他用途@@；
再循环有用资源@@
已确立铅@@蓄电池等的@@再循环过程@@，但锂@@离子电池@@的@@再循环还处于开发中的@@阶段@@。一般来说@@，在工厂从@@使用后的@@废弃电池取出有用资源时@@，通过预处理将金属和@@塑料等分开@@，分离正极的@@原料@@。锂@@离子电池@@正极的@@材料是稀有金属锂@@和@@钴@@，如果再循环技术@@成熟@@，可以有效利用这些稀有金属@@。但是@@运用现在的@@技术@@进行再循环的@@成本还太高@@，这是一个课题@@。
4. 为可持续发展社会作贡献的@@锂@@离子电池@@@@
在现代社会里@@，石油@@、煤炭和@@天然气体等化石燃料作为能源@@，发挥着很大的@@作用@@。但是@@，化石燃料存在资源枯竭和@@排放二氧化碳@@等问题@@。今后@@，为了实现可持续发展社会@@，“摆脱化石燃料@@”是很重要的@@@@。作为解决措施之一引人注目的@@是@@“电气化@@”。如果将电能作为动力源的@@产品增加的@@话@@，燃烧化石燃料产生能源的@@情况可能会减少@@。
例如@@将锂@@离子电池@@作为电动汽车的@@能源就比边燃烧化石燃料@@、排放废气边行驶的@@汽车@@，对环境的@@负荷小@@。
另外@@，还在推进利用锂@@离子电池@@降低环境负荷的@@智能城市构想@@。例如@@千叶县柏市的@@@@“柏之叶智能城市@@”利用太阳能发电和@@锂@@离子电池@@等@@，架构分散型供电网@@@@，为整座城市有效利用电力作贡献@@。其他有关利用锂@@离子电池@@建设可持续发展社会方面@@，各种实验正在日本@@各地的@@社区展开@@。
另一方面@@，也不能单纯地断言@@“电气化@@＝关爱环境@@”。即使电气化@@@@，在发电过程中也可能继续使用化石燃料@@，所以@@同时增加引进可再生能源等很重要@@。另外@@，在锂@@离子电池@@的@@部分制造工艺序中使用可能对环境和@@人体健康有影响的@@@@NMP溶剂@@。已在开展溶剂@@的@@再利用和@@关爱环境@@地去除溶剂@@的@@举措@@，但还需要减少用量和@@切换为替代溶剂@@等进一步的@@举措@@。
5. 锂@@离子电池@@会带来一个什么样的@@未来@@？
从@@1970年代开始研究的@@锂@@离子电池@@即使能稳定使用@@，也应通过研究新材料等来提高@@性能@@。今后@@，锂@@离子电池@@的@@用途将不断增加@@，未来的@@世界是怎样一个世界呢@@@@？
锂@@离子电池@@的@@普及历史@@
至今为止@@，随着锂@@离子电池@@的@@性能提高@@@@，诞生了各种设备@@@@。1991年在世界上首次实现了锂@@离子电池@@的@@商品化@@，发售了装载锂@@离子电池@@的@@手机@@。此后@@，广泛用于摄像机@@、智能手机@@、无人机和@@电动汽车等各种用途@@。电脑和@@智能手机@@变得更为便利@@、易于使用@@，可以说正因为锂@@离子才使电脑和@@智能手机@@如此融入我们的@@生活@@。
今后@@，如果锂@@离子电池@@的@@性能进一步得到提高@@@@，电动汽车可能会进一步普及@@，而且电动飞机等新的@@移动工具也可能实用化@@。另外@@，在医疗领域也已在使用锂@@离子电池@@@@。例如@@：如果手术所用的@@各种医疗器械能用电池驱动@@，则能便于携带运送@@，或@@许可在发生事故的@@现场立即做紧急手术@@。
锂@@离子电池@@具有无限的@@可能性@@。它不仅方便了我们的@@生活@@，还可以说是具有改变社会状态的@@重大影响的@@工具@@。
文章来源@@：Murata村田中国@@