鋰金屬電池能否跨越艱困的過去
負極採用鋰金屬、全固態二次電池之一的鋰金屬電池，若能與適合的正極一同實用化，將大幅提升蓄電池的性能。然而，鋰金屬電池在蓄電池的研發歷史中，並不屬於次世代電池，而是過去令人想要遺忘的污點。鋰金屬電池在鋰離子電池產品化之前便出現在業界，但因為曾經不斷造成起火意外，而逐漸消聲匿跡。
鋰金屬電池首次亮相是在 1988 年日本的商用服務中。被採用於NTT手機服務的索尼製手機電池，研發公司為加拿大的 Moli Energy 公司。然而，不久即相繼發生起火意外。1989 年的夏天，NTT 決定回收該款手機，Moli Energy 公司隨即倒閉。經過這件事，索尼決定製造現今成為主流的鋰離子電池。
鋰金屬電池的挫折不只這件事，創立於 1994 年的加拿大 Avstor 公司將鋰金屬高分子電池（LMP）做為通訊業者通訊機器的備用電源，於 2002年產品化，獲得美國 AT＆T 公司大量採用。2006年 6月開始營運的寬頻服務「U-verse」簡易基地局使用了該款 LMP，不料基地局於同年 10月發生起火意外。
在同時期，Avestor 公司因為 EV 用電池研發失敗而資金短缺，U-verse 基地局發生起火意外後，隨即宣告破產。U-verse 基地局之後到 2007年 12月底總共發生了 3起起火意外。雖然原因不明，因為 Avestor 公司倒閉的關係，AT＆T 公司無法查明原因，決定回收 1萬 7,000個 LMP。之後也不斷傳出「疑似起火」的消息。破產的 Avestor 公司的技術與資產則是轉讓給法國 Bolloré 公司。Bolloré 公司利用搭載 LMP的 EV推出汽車共享服務「Autolib」。服務推出不滿 2年，Autolib 的 EV便出現 25起起火或是冒煙意外。且起火原因迄今未明。Bolloré 公司主張起火原因不是 LMP 而是人為縱火或是不當駕駛。
然而，不少蓄電池的研究者也懷疑起火原因是出自 LMP。電力中央研究所材料科學研究所機能材料領域高階研究員小林陽推測「可能是鋰金屬的負極呈現樹枝狀」，並表示「無論花費多少心血，恐仍難以抑制鋰金屬負極的樹枝狀結晶」。
率先研發出 LMP的 Avestor公司於 LMP 推出的 3年後實施過實證實驗，強調產品的安全性。小林指出「樹枝狀結晶在一開始幾乎不會產生，尤其是極速充放電的加速試驗，沒有參考價值。必須在實際環境使用超過3年，才能斷定有無產生樹枝狀結晶」。
單層厚度為其他公司的1/100以下
該公司為了提高量產性所下的第三道功夫是將電池單層的厚度大幅壓至其他公司的 1/100～1/1,000。傳統的全固態二次電池的電解質層厚度為數十µm～數百µm，Sakti3 則僅為 0.1µm～0.5µm，負極 100nm以下，集電體層 30nm以下。膜厚的輕薄化對於提升蒸鍍法的生產性十分有效。
加上可將電解質的離子低傳導率的影響降至最低。導電度一般來說會與元件的長度成反比增加，但存在著粒子的粒徑、膜厚無法輕薄化的問題。成膜的均一性低，膜若不夠厚，會因為不穩定而讓電解質出現孔洞，導致正極與負極短路。
圖七、以最小的設備投資實現最大生產性的產線設計
透過電腦發現「高性能」電池
即便在材料探索、元件製造方面，Sakti3同樣運用數學或是電腦模擬大幅縮減人力與時間。Sakti3研發出獨家的電池專用模擬工具，透過該工具，於----以上為部分節錄資料，完整內容請見下方附檔。
※本文承日經BP社Nikkei Electronics 雜誌授權轉譯，特此深謝。原文著作權為Nikkei Electronics所有，禁止轉載。Nikkei Electronics 為數位時代的電子、資訊、通訊技術綜合雜誌，更多豐富、精彩內容，請上：http://www.nikkeibp.com/
編譯：材網編輯室 /工研院材化所
★完整檔案內容請見下方附檔。