日本出台锂离子电池安全计划

去年夏天，轰动全球的笔记本电脑起火事件引发了消费者对锂离子电池安全性的高度关注。出于对安全问题的担忧，日本的电池和电脑行业联合一致，共同制定了锂离子电池安全使用指南。这两个行业的特别工作组还向国际电工委员会(IEC)提交了相关建议书。

“从去年十月份起，我们就努力研究锂离子电池安全性问题。制定安全性指南的主要目的是消除起火等严重隐患。”富士通株式会社副总裁Masami Yamamoto透露。去年秋天，日本电子与信息技术产业协会(JEITA)和日本电池协会(BAJ)组建了一个安全委员会，Yamamoto担任该委员会主席。

下一步，该委员会计划把指南服务的对象扩展到笔记本以外的其它设备，如手机。“但指南并不打算阐明去年出现的各种过热问题的原因，也不会提供具体案例的实际解决方案——提供对策是各个供应商的责任。”BAJ便携式可再充电电池事业部主席Kensuke Nakatani表示，“指南不是用来解决每个具体问题，而是提供预防措施。”

指南覆盖了三大主要领域：电池芯设计、电池封装设计，以及测量与评估标准。BAJ团队主要的工作是研究电池芯设计要求，JEITA团队负责封装设计方面，其它标准则由两个团队共同完成。

指南对电池制造商提出了基本要求，即确定生产流程，不允许外部金属颗粒进入电池芯。混合金属颗粒后会导致内部短路。

如果内部短路不可避免，指南要求制造商巧妙地设计电池芯的结构和材料，使电池芯不容易过热。制造商所采用的电池芯结构和材料，必须在指南所规定的测试与评估方法下验证通过。

指南还定义了每个电池芯的安全范围。针对广泛使用的采用LiCo02阳极的锂离子电池芯，指南设置了4.25V的最高充电电压。工作温度范围设在10℃到45℃之间。

设置高压极限的依据是LiCo02晶格转换的可逆反应。超过4.25V时，晶格会受到损坏，并不再具有可逆性。

“指南定义了最高的可充电电压，但没有定义如何充电。这由电脑供应商自己确定。”索尼公司能源业务部副总经理Koji Sekai指出。

如果电脑供应商严格遵循这份指南，他们会发现实际上不可能进行快速充电，因为快速充电通常比正常充电需要更高的电压。

电池芯测试通常是在生产过程中完成的。为了提高安全性，这份指南建议增加一种新测试，测试对象使用充好电的电池芯。测试时，在电极之间故意插入一个金属颗粒，然后按压使其产生短路。通过测试可以观察到内部短路电源芯的状态。

在笔记本电脑中，锂离子电池并不是单个使用的，而是把多个电池芯集结在一个封装中。通常两个电池芯并联在一起形成块状，然后几个块再进行串连。这也是指南的电池封装设计所要求的。

指南在多个方面详细说明了避免热失控的方法，例如块的版图设计、基于每个块(不是每个封装)的精确充电电压控制、以及控制电路板与电池芯的隔离等。

JEITA和BAJ都提出，希望通过IEC的在日本的附属委员会来把他们制定的指南提交给IEC SA-21和IEC TC-108委员会。

作者：原好子