1分钟充电，1个月续航 锂电池技术前瞻
新材料与薄型并进的扩容之路
移动终端用锂电池事实上已经很多年都是在安全性上进行改进，减少诸如电池爆炸、自燃给使用者生命带来的危险，容量方面依然是传统的体积换容量，因此，相比功能手机时代，智能手机由于功耗增大，电池个头也越来越大，笔记本电脑也仅仅是通过多芯（八芯或更多芯）来获得高容量。随着对电池容量诉求的不断提升，电芯生产商正从改善电极材料、促使单元电池薄型化来提升容量。
索尼已经开始销售经过电极改良后的笔记本电池单元，这种负极采用锡基材料的18650电池（直径18mm×高65mm），单个容量约合13Wh，重量为53.5g，比能量达到约66mAh/g。如果做成六芯笔记本电池，总容量可达78Wh，而目前常见笔记本六芯电池容量一般仅有50Wh左右，容量提升了接近1.6倍。电池正极依然为钴酸锂，不过进行了表面处理，稳定性得到提升。同时在在隔膜上附加了聚烯烃微多孔膜三维陶瓷层，既保持了微多孔膜本身拥有的透气性和强度等特性，还起到混入金属异物时能够防止电池内部短路的功能。基于锡和硅基的负极合金材料正受到锂电池厂商的钟爱，松下也宣布过计划2012年度量产负极材料采用硅类合金，容量为14.8Wh的18650电池单元。
索尼基于锡基材料的18650电池解剖图。
另外一种寻求扩容的方法是减少电池辅助材料，如电极集电体的厚度，在有限空间内层叠更多薄型单元来获得高容量。代表性产品是帝人杜邦薄膜在“人与车科技展2011”上展示的，将PEN（一种高分子化合物，学名聚2，6-萘二甲酸乙二醇酯）薄膜用于电池的集电体技术。一般情况下，锂电池的集电体负极使用厚约10μm的铜箔，正极使用厚约20μm的铝箔。帝人提出可通过在6μm的PEN薄膜双面各镀一层1μm的铜薄膜将厚度控制在8μm。铝箔也一样，可从20μm减薄至10μm。与原来利用金属箔的方法相比，由于减少了金属用量，可将重量减轻近70%，同时提高锂电池的能量密度。目前常规智能手机电池的容量高一般只有1500mAh左右，采用此种技术，体积不变的情况下，容量可能提升至2500mAh，已基本可以实现类似功能手机的续航。
也有通过对电极材料改性进行扩容的方向，如住友电气不久前开发的多孔铝，也是通过替换锂电池的集电体来获提高容量。但与帝人改变体积的思路不同，多孔铝由于气孔率高达98%，电阻率低，对正极材料的锂阻隔小，可以让更多锂参与到反应中，从而提升容量。住友预计，相同体积下，电池容量可增至原来的1.5~3倍。
基于锡和硅类负极材料是提升锂电池容量的有效和主流途径。
帝人杜邦的PEN薄膜为薄型化集电体提供了基础，但相比传统铝箔和铜箔的成本目前还未可知。
通过改善集电体的表面积和气孔率，提升正极材料的反应效率，从而提升容量的住友多孔铝。
改善电极工艺寻求快充
对高速充电的需求主要来自动力电源，如电动汽车等，人们希望充电过程可以和加油一样省时，移动终端电池由于本身即可在1~2小时内完成充电，这方面的需求和研究都还比较少。目前已经有10分钟快充的动力锂电池上市。快充手段主要是改善锂离子在电解质中的移动速度，使之能快速从正极转移到负极。现在的研究方向主要为磷酸铁锂（LFP）、锰酸锂(LMP)正极材料和超级电容技术。
NAMICS试验的层叠电极锂电池，由于层距极薄，这种工艺还能大幅提升锂电池的容量。
磷酸铁锂是当前动力电池研究多的正极材料，在充放电过程中，它所包含的铁元素能在不同的形态间转换，使之脱锂后依然具备与脱锂前完全一样的晶体构造，因此，电极的循环老化性能出色，循环寿命可高达2000次以上（常用的钴酸锂只有约500次），而且耐高温性好，能经受大电流的充放电考验。为什么移动终端用锂电池中未采用它呢？自然也有它比较头疼的缺点，大的毛病是导电性不佳，电压比传统锂电池要低约0.5V（标准电压为3.2V），而且需要对电极进行掺杂改性。而具备工业生产的电极处理工艺都拥有专利保护，生产成本很高，短期内估计不太容易在移动终端用锂电池上实现。
另外一种方式是减少电极间的距离，使用多层重叠电极。日本材料厂商NAMICS已经与岩手大学合作开发出了在一节电池内重叠150层电极和固体电解质的全固体电池。这种电池的正极为锰酸锂类化合物，负极为钛酸锂类复合金属氧化物，尺寸为3.2mm×2.5mm×2.5mm的“3225”。由于体积小，多层叠加后的储电容量也有大幅提升。
超级电容是另一种高速充电技术。其早的应用是在诸如相机闪光灯、电击棒这样的产品上，可以在短时间内积蓄极大的能量，并支持高电流快速放电。但由于它是一种短时间储存电荷的装置，电量难以保存长久。现在的一些新技术则寻求使之能获得长久储能性质，或者与锂电池配合。已有报道称一种电容法高速充电技术，能在一分钟内充满电池，但具体细节还不详。
写在后
从电子产品的研发趋势看，节能降耗是主题，我们往往更强调芯片的功耗，而对电池技术并不十分关心。在业界，更小体积、更高容量、更快充电速度、更好的安全性是锂电池现在关注的，围绕这些特性也不断有新材料和新工艺被开发。尽管对锂电池的关注更多在动力电源上，但这上面积累的技术也正在影响手持终端锂电池的技术进展。
