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» 2014年11月17日 07時00分 UPDATE

蓄電・発電機器:電気自動車の新電池、2倍に伸びる走行距離 (1/2)

日立製作所は2014年11月14日、高性能なリチウムイオン蓄電池の技術開発に成功したと発表した。電気自動車の走行可能距離を2倍に伸ばす効果があるという。出力と寿命を落とさずに蓄電池の容量を高められる点に特徴がある。2020年ごろに新技術を用いた蓄電池の実用化を目指すとした。

[畑陽一郎,スマートジャパン]

 日立製作所は2014年11月14日、高性能なリチウムイオン蓄電池の技術開発に成功したと発表した。電気自動車の走行可能距離を2倍に伸ばす効果があるという*1)。2020年ごろに新技術を用いた蓄電池の実用化を目指すとした。

 電気自動車で使われる蓄電池セルと同程度の30Ah級セルで、エネルギー密度を従来の2倍である335Wh/kg(蓄電池の重量1kg当たり容量335Wh)、出力密度1600W/kg(同1kgあたり出力1600W)という初期性能を達成した*2)

*1) 蓄電池セルの重量を150kg、電気自動車の電費を114Wh/kmとして、2倍と試算した。
*2)新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の委託事業「高出力可能な高エネルギー型リチウムイオン電池の研究開発」で日立製作所と日立ビークルエナジーが共同参画した成果データに基づく。今回の研究自体はNEDOの助成事業「リチウムイオン電池応用・実用化先端技術開発事業」の一環で得られた成果である。

他の性能を維持しつつ、容量を改善

 同社が開発した新技術は、リチウムイオン蓄電池のさまざまな性能のうち、容量を増やすことに役立つ。

 蓄電池の容量を増やす主な方法は、蓄電池内の2種類の電極である正極と負極の改善にある。ところが正極を大きく改善すると出力が落ち、負極の材料を改善すると寿命が短くなるという現象が起こる。日立の成果は、容量を改善しても出力や寿命に悪影響が生じないという点にある*3)

 図1に従来のリチウムイオン蓄電池セルの構成を示した。

 正極は集電板(金属薄膜)と実際にリチウムイオンを出し入れする活物質であるリチウム金属酸化物、導電性のバインダーから主に成り立っている。

 負極は主に集電板とグラファイト(黒鉛)などの炭素系材料から成る。

*3) 容量とは蓄電池に充電でき、取り出す(放電する)ことが可能なエネルギーの量(Wh)。直接、電気自動車の走行距離に関係する。出力は、1秒間に取り出すことができるエネルギーの量(W)。例えば、自動車の加速性能に効く。蓄電池は充放電を繰り返すたびに、充電(放電)可能な容量が少しずつ減っていく。初期の容量と比較してある割合(例えば7割)まで減るような充放電回数を寿命とすることが多い。

yh20141117Hitachi_structure_now_340px.jpg 図1 従来のリチウムイオン蓄電池セルの構成 出典:日立製作所
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