车载电池的命运掌握在电动汽车手中（下）

车载电池的命运掌握在电动汽车手中（上）
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车载电池的命运掌握在电动汽车手中（中）
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车载电池的命运掌握在电动汽车手中（下）
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中心议题：
       *圆筒型配备

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大型汽车厂商虽持怀疑态度，但采用与便携设备市场相同的18650单元可降低成本，因此推举圆筒型单元的企业也很多。另外，比克电池表示，配备的形状可按照汽车厂商的要求自由改变的“圆筒型是最理想的”（该公司CTO毛焕宇）。中国市场上电动摩托车配备锂离子充电电池的趋势在扩大，因此对今后价格还可降低的圆筒型单元的需求较高，销量增加的可能性较大注5）。

注5）比克电池表示，中国拥有约8000万辆电动摩托车，年需求为2000万辆。锂离子充电电池在年销量中所占的比例，2008年为1％，但2011年将达到3％。

正负极材料也呈多样化

不只是单元形状，正极材料和负极材料等材料种类也未选定，似在日益多样化。目前，正极材料采用锰酸锂（LiMn2O4）、3元类（Li（Ni- Mn- Co）O2）、磷酸铁锂（LiFePO4）以及NCA（Li（Ni-Co-Al）O2）类。负极材料除了碳材料外，利用钛酸锂（Li4Ti5O12，LTO）的可能性也在提高。

德国宝马（BMW AG）在此次的AABC上，以“Development of Hybrid Vehicles at BMW and their Energy-Storage Solutions”为题，公开了HEV用锂离子充电电池的正极材料和负极材料组合的对比研究结果（表2）。虽未言明BMW自己会采用哪种材料，但认为其对采用LTO作负极材料非常感兴趣。

诸如，采用LTO尽管能量密度较低，但充放电循环寿命长，因此在产品的寿命周期内可利用的电力量比采用碳材料要大。并且，关于安全性，得出了采用碳材料时需要注意正极材料的选择，而采用LTO时安全性较为优异的结论。但采用LTO比采用碳材料的材料成本要高。

丰田采用NCA类

BMW从安全性出发认为NCA系正极材料很难用于车载用途。而丰田将其用在了PHEV上。该公司以“Development of Plug-in Hybrid Vehicle”为题，介绍了普锐斯插电式混合动力车配备的锂离子充电电池的详情。

配备的单元是Primearth EV Energy（原松下电动汽车能源公司）生产的5Ah方型单元，电压为3.6V。能量密度方面，单位重量为73Wh/kg，单位体积为103Wh/L。电池单元的外形尺寸为110mm×14mm×112mm，重245g。估计该单元是面向HEV开发的，丰田很有可能会采用于今后将上市的新款HEV。

据称，这种电池系在电池单元正极的集电体铝箔上设置了涂层，在其上涂布了NCA类电极材料（图4）。负极材料采用碳材料，但没有公开是石墨还是非晶质类。隔膜由聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）构成。

为了消除NCA系材料的安全性隐患，在负极上形成了耐热性较高的陶瓷层“HRL（heat resistance layer）”。该技术已在松下圆筒型单元上应用。丰田通过优化电极材料的涂布方法等，实现了行驶20万英里（约32万km）后，电池单元的内部电阻几乎不升高，对充放电循环寿命也表现出了强烈的自信。

试制250Wh/kg的单元

AABC 2010虽然以已经实用化的材料种类为主要议题，但美国Envia systems还是在并设会议LLIBTA上，就采用作为新一代正极材料而备受关注的固溶体类正极材料的锂离子充电电池作了演讲注6）。固溶体类正极材料Li2MnO3-LiMO2（M：Ni、Mn和Co等金属）的特点是，具有超过280mAh/g的高容量，是原正极材料约2倍（图5）。

注6）Envia是2007年7月成立的公司，目前正采用Argonne National Laboratory的固溶体类正极材料技术开发锂离子充电电池。
 

图4：丰田采用了NCA类正极材料

丰田在2009年底限量上市的“普锐斯插电式混合动力车”上采用了方型锂离子充电电池（a）。以正极材料采用了NCA系（b）为特征。
 

图5：固溶体类正极材料可达到超过280mAh/g的容量

Envia采用280mAh/g以上高容量的固溶体类正极材料开发出了锂离子充电电池（a）。并试制了电流容量为20Ah的单元，可在3C等高放电率下输出（b）。

因以Mn为基础，其材料的成本可降低。在日本，日产汽车等正也在进行开发。但该材料的电势比锂高，达4.6V，因此Envia除了开发在高电压下也不会分解的电解液外，还采取了对正极材料进行表面修饰等措施。

该公司已经面向EV试制出了20Ah的层压型单元，实现了250Wh/kg的能量密度。该单元的外形尺寸为175mm×95mm×8mm。充电电压为4.5V，平均电压为3.5V，终止电压为2.0V。即使进行3C（20分）放电，容量也不会降低。

目前，Envia正申请15项以上的专利，并计划利用这些专利开展业务。（全文完 记者：狩集 浩志）

■日文原文：車載用電池の命運は電気自動車が握る
 
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