在晶體管收音機之后,得到廣泛普及的便攜式產(chǎn)品應(yīng)該是收錄兩用機。1963年,日立制作所推出了收音機與開放卷軸錄音機二合一的產(chǎn)品。這據(jù)說是日本的第一臺收錄兩用機。最初的“卡帶錄音機+收音機”在1968年由愛華(AIWA)制造,以此為契機,各大家電制造企業(yè)相繼在1970年代向市場投放商品。收錄兩用機當(dāng)時也是以干電池為電源,因為安裝了多節(jié)大塊頭的1號、2號干電池,所以分量相當(dāng)重。
談到重量,就不能不提初期的家用攝像機的電池。從1970年代中期開始,攝像機走進了家庭。當(dāng)時,雖說是家用,但攝像機的體型大,能夠驅(qū)動這個大家伙的二次電池,只有大塊頭的鉛蓄電池。成本可能也限制了選擇的范圍。在當(dāng)時,鎳鎘(以下稱:Ni-Cd)電池還非常昂貴。
攝像機用鉛蓄電池的尺寸與一條栗羊羹相仿,曾被戲稱為“栗羊羹電池”。原本就十分笨重的攝像機再裝上沉甸甸的栗羊羹電池,重到讓人用起來難免會閃到腰。當(dāng)時的二次電池背負著“三重苦”,也就是“重”、“不耐用(電池電量耗盡快)”、“充電時間長”的課題,在移動產(chǎn)品時代的入口徘徊不前。
從1960年代后半段開始,使用卡帶的小型磁帶錄音機、FM收音機、微型電視等便攜式電子產(chǎn)品不斷涌現(xiàn),絕大多數(shù)產(chǎn)品使用一次電池,很少見到二次電池的身影。
然而,隨著這些產(chǎn)品使用頻率的增加,一次電池給用戶造成了沉重的成本負擔(dān)。這使得人們寄望于二次電池,開始把目光對準了“擺脫三重苦”。
對于二次電池小型化、高性能的要求日漸增強是在便攜式音樂播放器流行(“Walkman”于1979年登場)、8mm錄像帶登場(1985年)的時候。當(dāng)時,AV產(chǎn)品向小型化發(fā)展,在室外使用已經(jīng)變得司空見慣。
Ni-Cd電池實現(xiàn)普及
當(dāng)時,Ni-Cd電池取代鉛蓄電池成為了電池的主角。便攜式音樂播放器開始使用俗稱為口香糖電池的超薄電池,攝像機使用的小型Ni-Cd電池組也登上了歷史舞臺。
這要歸功于Ni-Cd電池的容量實現(xiàn)了顯著提升。舉例來說,索尼第一臺8mm攝像機使用的二次電池組型號為“NP-55”,使用5節(jié)略短于5號干電池的Ni-Cd電池。在1985年上市時,容量約為700mAh,順應(yīng)高容量化的呼聲,索尼對電池進行改進,到1989年,電池容量增加到了1300mAh(圖3)。
圖3:二次電池組“NP-55”的容量變遷
NP-55由5節(jié)Ni-Cd電池組成,得到了索尼第一臺8mm攝像機的采用。1985年上市之時的容量約為700mAh,1989年達到了1300mAh。
容量密度的提高得益于眾多的技術(shù)革新,其代表之一是下面介紹的發(fā)泡鎳基板。Ni-Cd電池的電極基板最初使用鎳的燒結(jié)體(燒結(jié)式鎳),之后開始采用發(fā)泡鎳基板。后者以聚氨酯泡沫和高分子纖維無紡布為起始原料。
無紡布首先經(jīng)過無電電鍍獲得導(dǎo)電性,接著經(jīng)過通常電鍍,在表面附著鎳,然后在高溫下煅燒。完成煅燒后,聚氨酯樹脂等基材將會消失,只留下鎳骨架。高分子基材原本具備的空隙原封不動,制成的電極基板的多孔度非常高。空隙率從過去燒結(jié)式的80%增至最大98%,革命性地提高了活性物質(zhì)*的填充率。通過采用這種電極,容量大約可提高30%。
*活性物質(zhì)=參與發(fā)電反應(yīng)的正極和負極的物質(zhì)。電池是將正極與負極發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為電能輸出的裝置,參與化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)叫作正極活性物質(zhì)、負極活性物質(zhì)。比方說,Ni-Cd電池的正極活性物質(zhì)是NiOOH(氫氧化鎳),負極活性物質(zhì)是Cd(鎘)。
發(fā)泡鎳基板登場是在1980年代后半段,而索尼在1970年代前半段,其實已經(jīng)在著手開發(fā)同類技術(shù)。當(dāng)時,索尼還將臺式計算器(與現(xiàn)在的計算器判若兩物的大型設(shè)備)商品化,內(nèi)置Ni-Cd電池作為電源。為實現(xiàn)電池的輕量化,該電池也使用了經(jīng)過無電電鍍和通常電鍍處理的無紡布作為基板。但遺憾的是我們沒有想到通過煅燒的方式清除無紡布基材。
不過,塞翁失馬焉知非福。如果我們的電極發(fā)展到了采用發(fā)泡鎳基板的程度,Ni-Cd電池(還有之后的Ni-MH電池)或許將會成為索尼電池的主力商品,使日后LIB的開發(fā)大幅延后。畢竟索尼是因為當(dāng)時沒有強有力的二次電池商品,才把精力投入到了開發(fā)新型二次電池LIB。
現(xiàn)在回過頭來說攝像機用電源,攝像機對于電池增加容量的要求越來越高。