【清流閑話·新能源】全球鋰電池封裝發展史

搭載圓柱鎳鎘電池的世界第一款移動手機——摩托羅拉DynaTAC 8000X

1980年牛津大學著名的“鋰電池之父”約翰·古德納夫（John Goodenough）及團隊突破性發現了鈷酸鋰正極材料，這種鈷和鋰的金屬氧化物可以在4伏的電壓下支持半數的鋰離子脫出而不坍塌，是當時性能遙遙領先的正極方案，但受限于負極采用鋰金屬的鋰枝晶和粉末化問題，鋰電池一直沒有大規模商業化。

直至1991年，索尼發布了人類歷史上第一個商用鋰離子電池，通過當時已經成熟且簡潔的卷繞工藝形成了18650圓柱電芯，能量密度達到80Wh/kg，約為當時鎳氫電池的2倍。這一發明背后起到決定性作用的是來自索尼的技術合作方旭化成公司的吉野彰（Akira Yoshino），他在1985年就開創性的使用石墨代替鋰金屬作為負極，搭配來自古德納夫的鈷酸鋰正極，根本上改善了鋰電池的循環壽命問題——圓柱鋼殼包裹鋰過渡金屬氧化物和石墨分別作為正負極材料的組合初具雛形，吉野彰也和古德納夫于2019年共同拿下諾貝爾化學獎。

至于最后拍板直徑18mm、長度65mm的圓柱電芯規格18650，則有一定偶然性，當時這個電池最開始是為了索尼自家的手持攝像機量身打造，如果做成5號電池（14500）則容量不夠；做成2號電池（26500）則尺寸又太大，所以18650就這樣被“妥協”出來了。隨后，索尼這款18650鈷酸鋰電池被迅速用到全球隨身聽、攝像機、相機、手機、筆記本電腦等各類便攜設備中，1994年索尼成為最大筆記本生產商戴爾的電池供應商。

早于1997年，索尼就與日產汽車進行了車載鋰電池的合作，幫助日產制造出世界上第一輛使用圓柱鋰離子電池的純電車型Prairie Joy EV，續航可達200公里，最高時速120公里/小時，用于日本北極觀測科研任務。Prairie EV曾經連續6年擔負日本國家北極考察隊從基地研究站到城鎮、機場的日常運輸重任，且在沒有日產汽車提供技術支持或維護的情況下，未出現任何故障。但是由于高昂的BOM（Bill of Materials，物料清單）成本和充電基建投資強度，日產沒有信心把它投放到C端市場，僅僅限于車隊to B銷售，從1997年起向各個實體出售了大約30臺車。

可惜的是索尼隨后在戰略上否定了汽車動力電池領域，直至2016年才重新正式宣布進入車用鋰電池領域，錯過了動力鋰電池跑馬圈地的時代。由于智能手機時代以圓柱為主的索尼逐步落后于以ATL（寧德新能源科技有限公司）為代表的中國3C軟包電池廠商，索尼鋰電池業務陷入虧損，最終2016年底索尼將電池業務僅以11億人民幣價格出售給了村田，可謂起了大早、趕了晚集。