中國電池雜志-中國電池網9月18日訊（陳語 張倩 北京報道）縱覽全球電池行業，近十年來，還未出現可量產的顛覆性電池技術，雖然不斷有新的電池技術涌現，但量產之路漫漫。便攜電子產品在全球范圍內的大規模普及，帶來了對外觀緊湊、重量輕便以及功率強勁電池的大量需求。但受制于電池技術發展，手機、可穿戴設備等電子產品進化速度被迫放緩。
“現有的充電電池技術已非常成熟，但仍不能滿足用戶的需求。除了筆記本電腦、手機和數碼相機以外，其它產品領域也存在類似的電源供應缺口。預計在未來幾年，鋰離子充電電池的容量不會有太大的改進空間，在滿足日益增長的電能需求時將感到吃力，這就為新型電源技術和產品的興起創造巨大的機會。”近日，UL小型電池與微型燃料電池首席工程師梁坤正在接受中國電池網（微號：mybattery）采訪時表示，微型燃料電池技術可以彌補便攜電子產品對大功率電池的需求缺口，通過把氫或甲醇等燃料與氧氣相結合，燃料電池就能產生電力，并能持續發電。由于具有很高的能量密度，燃料電池的前景非常誘人。當燃料電池在不遠的將來實現商業化時，它們在能量存儲方面將會取得顯著改善，允許電子產品增加新的功能，并延長其工作時間。同樣重要的是，用戶可以更換燃料盒，在幾秒鐘內“補充彈藥”。而相比之下，為傳統電池充電則需要幾個小時的時間。
UL小型電池與微型燃料電池首席工程師梁坤正
UL成立于1894年，是全球知名的獨立從事安全科學事業的公司。作為擁有120多年歷史的權威第三方檢測認證機構，UL深受北美乃至全球消費者、零售商和采購商的認可。目前，全球每年有220億件產品使用UL的認證標識，UL同全球10萬余家制造企業保持合作關系，廣泛涉及家電、家具、電子產品、建筑、汽車、玩具、食品等領域。UL自1980年進入中國以來，為中國制造商提供本土化測試、認證、檢驗、培訓和咨詢服務，并幫助中國產品進入北美市場。在中國，超過20,000家工廠和制造商獲得UL認證。
UL作為全球檢測和認證領域的領導者，在電池及能源安全領域擁有超過30年豐富的專業知識和經驗，可提供專業的測試、認證、培訓和咨詢服務。目前，UL正力推微型燃料電池安全解決方案。在梁坤正看來，3C產品被賦予更大的屏幕跟更多的功能，對電池續航有更多的期待，使得長期廣泛使用的電池性能開發被壓迫到極限。下一代的手持式電源──微型燃料電池憑借著更長的供電時間、省略充電的等待、以及無需與電網連接的特性，可極大地釋放行動裝置的潛能，足以持續支持手持式設備的進化。而電池安全專家——UL憑借其在能源安全科學的知識與實作上早打下廣泛深厚的基礎，將幫助制造商在這個嶄新的科技領域蓬勃發展。
微型燃料電池商業化可期
梁坤正坦言，盡管最近幾年取得了一些進展，但燃料電池在商業化方面仍然面臨巨大的技術挑戰，包括其總體效率和功率密度較低、小型化、水蒸氣排放和高成本等。此外，不同于其它的許多科技產品，微型燃料電池需要跨組織協調，包括監管方面的調整、安全性、標準、燃料盒發送和OEM產品改造，以確保其能被市場接受和獲得商業上的成功。
具體來說，在生產、存儲以及加充燃料的安全性及便利性方面，梁坤正認為，高密度儲氫是氫能利用和走向大規模生產應用的一大瓶頸，隨著工藝不斷改善，先進的技術和材料將助力氫能產業化。此外，氫氣是一種易燃易爆的氣體，因此燃料電池的安全性也是一個不可回避的問題。氫能的儲存除了基礎的材料與設計之外，最好要有安全標準的確認，或者直接將各個產業所產生的副產品（氫氣）拿來應用。另外，燃料匣的設計以及區內的燃料管理與充填也是非常需要注意的地方。至于加充燃料方面，考慮使用的安全與便利性，未來的方向應該是使用非消費者可以自行加充的燃料匣。
除此之外，微型燃料電池與其他消費類電池相比，經濟性不高，想要實現商業化，須有好的盈利模式。梁坤正建議，微型燃料電池在推廣應用，首先應專注于對微型燃料電池需求最大、并可能通過采用微型燃料電池而獲得最大收益的市場領域及應用領域，從這些早期應用領域入手，將為向更廣闊的市場滲透積累經驗和奠定基礎，如筆記本電腦和平板電腦等手持式設備領域。其次，需要通過技術創新來提高微型燃料電池的性能，讓成本曲線逐步降低，并通過跨行業合作，以及目標專注的市場定位和營銷來消除商業障礙。
雖然微型燃料電池要實現商業化，目前仍面臨以上種種困境，但其優點也顯而易見——更長的供電時間，這提供了制造商整合新一代產品的機會。如微型燃料電池的容量可容許最新型的移動電話持續使用一個星期，簡單來說，微型燃料電池僅需更換燃料匣就如同換上新電池一樣，使得手持式設備可以再擁有同樣的長時使用時間。如此，即省去了過去必須等待的漫長充電時間，也省略了隨處尋找可供充電插頭/插座的窘境，這項創新科技無疑能更好地幫助行動裝置獲得真正的自由。
近年來，因為系統整合以及材料科學的突破，使得微型燃料電池商業化的可行性大大提高。微型燃料電池也將為大量新電子科技產品的商業化應用開啟無限可能性。有分析師指出，微型燃料電池將在不久的未來可望為消費性電子提供諸多成功機會。而UL的安全認證可以提高消費者的接受度，進而加速全球化市場的應用。
UL實驗室
重視安全性 UL標準先行
標準的缺失與滯后，將在很大程度上制約新產品的商業化應用。目前，無論是日本、韓國等亞洲國家，還是美國、德國等歐美國家，都十分重視燃料電池，正加大馬力進軍這一產業，尤其是積極搶占標準這一產業制高點。據梁坤正介紹，IEC（國際電工委員會）專門成立了IEC/TC105（國際電工委員會燃料電池標準化技術委員會），負責燃料電池的國際標準制定，目前國際上針對燃料電池的通用標準是IEC 62282，其適應性與權威性毋庸置疑。事實上，IEC 62282-6-100標準也會跟隨技術的進步，一直持續改進。
IEC 62282-6-100是IEC的微型燃料電池標準，涵蓋了UL標準未包含的燃料類別，例如甲酸、儲氫合金、液化石油氣等。UL臺灣實驗室于今年7月成為全球第一個，也是目前唯一一個官方認可的CB測試實驗室，可為客戶提供IEC 62282-6-100的CB測試報告及認證證書。不僅如此，在IECEE CB Scheme中，UL亦因電池安全的成就而被視為領袖成員。在全球范疇中，UL擁有四個NCB以及超過50個CBTL。
除了作為認證與檢測領域的領導者，UL也是標準開發方面的世界知名機構。IPC、IEC等各種標準，主要關注產品的性能和加工性。而UL標準更關注產品的可靠性，延伸出去就是產品的安全性——UL標準更關注對消費者的保護。對于消費者而言，獲得UL認證的產品即是安全信賴的保障。
“企業與UL合作，將直接受益于UL的‘安全貫穿于產品生命周期’理念，早在產品研發階段，將產品的安全性視為核心要素，追求更安全和高質量的產品，從而獲得國內乃至國際市場的認可。” 梁坤正表示，“目前為止，UL在安全領域已經頒布超過1614條相關標準，其中70%以上的標準成為美國國家標準。UL標準的制定和審議由UL標準技術委員會（STP）負責。STP是一個利益平衡的組織，代表了不同的利益相關方，包括行業協會、政府機構、團體、保險商，消費者代表、商業用戶、制造商和其他有關方面的利益團體。UL標準是采納吸收各方意見形成的開放、共識、與時俱進的行業標準。此外，UL也積極參與到國際電工技術委員會（IEC）及國際標準化組織（ISO）的標準開發活動中，通過提升北美安全準則在國際通用標準上的采用率，減少ANSI/UL標準因國家差異帶來的需求，促進標準的國際協調。企業憑借UL安全標志，將在全球市場準入方面更具競爭力，與UL合作的企業將有機會成為UL標準技術小組（STPs）的成員，從而躋身國際舞臺，掌握行業話語權。同時，與UL合作還能夠縮短新產品的測試時間，提升企業整體技術能力，同時提高產品性能，進一步符合國際法律法規的要求。”
梁坤正介紹，UL臺灣實驗室具有測試氫燃料電池的能力，一件樣品的測試周轉時間大約需要1.5個月。UL目前可以提供UL與IEC兩種認證，其皆能依據客戶的需求量身打造：
UL 2265A 手持式甲醇燃料電池標準──直流電壓不高于60 Vdc，且能量不高于240 VA；操作溫度不超過60°C（140°F）；由OEM廠商整合于信息類產品內；包含采用甲醇或者甲醇水溶液的燃料。
UL 2265C 手持式硼氫化合物燃料電池標準──直流電壓不高于60 Vdc，且能量不高于240 VA；操作溫度不超過50°C（121°F）；包含采用硼氫化鈉與硼氫化鉀的燃料。
另外，UL在微型燃料電池測試標準方面，充分考慮了結構、制造、性能等因素，并涵蓋了材料、電氣、機械、材料等類別：壓力差、振動、溫度循環、高溫暴露、壓縮負載、輸出端口之外部短路、長期儲存、燃料匣之高溫連結、燃料匣之連結循環、安全超低電壓。另外，測試也包含了燃料電池在正常運作時，其表面、組件以及排出氣體的溫度量測，以確保溫度不超過安全使用范圍。另外，在各項測試完成之后，UL會確認危險燃料（如是否有毒性或腐蝕性）沒有泄漏，同時危險氣體（如可燃）的逸散也在衡量的范圍內。
除了根據標準提供服務，UL也樂于與制造商合作，發展適用于其燃料與產品的新標準。
小資料
IECEE CB體系是電工產品安全測試報告互認的第一個真正的國際體系。各個國家的國家認證機構（NCB）之間形成多邊協議，制造商可以憑借一個NCB頒發的CB測試證書獲得CB體系的其它成員國的國家認證。CB體系的主要目標是促進國際貿易，其手段是通過推動國家標準與國際標準的統一協調以及產品認證機構的合作，而使制造商更接近于理想的“一次測試，多處適用”的目標。
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