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不断进化的充电电池和充电技术，EV之外再创新市场（下）2010/04/15 上接【绿色器件】不断进化的充电电池和充电技术，EV之外再创新市场（上）演变为国家间的竞争 因电动汽车的实用化前景已清晰可见，电池开发的方向也在逐渐变化。“如果5分钟能够充电80，快速充电就足够用了。与此相比，应更重视低成本化和长寿命化”（NEC东金营销本部解决方案技术部部长堀仁孝）。 电池成本是电动汽车普及的一大障碍。比如，三菱汽车2009年夏季上市的电动汽车“i-MiEV”的价格在400万日元左右。车辆价格高就是因为电池成本高达200万日元以上。实际上，利用国家及地方政府提供的补贴，预计只需200万日元即可购买。但这意味着没有补贴也就不会形成电动汽车市场。 降低电池成本最常用的解决方法是提高电池的能量密度，降低单位容量的成本。但这并非一朝一夕可以实现的。实际上，在锂离子充电电池实用化后的约20年里，向高容量材料的过渡几乎未取得进展，充分说明了开发上的难度。 需要庞大开发费用的新一代锂离子充电电池开发呈现出产官学合作，以举国之力展开竞争的态势。实际上，美国、中国及德国已开始加强对锂离子充电电池的政策措施。尤其是美国，2009年1月就任总统的奥巴马作为绿色新政（Green New Deal）的一环，提出了2015年之前导入100万辆插电混合动力车的目标等，强化了对电动汽车的举措。 在日本，新能源及产业技术综合开发机构（NEDO）也于2009年3月设立了蓄电技术开发室。旨在将NEDO内各领域分别推进的充电电池技术开发系统化。蓄电技术开发室（NEDO燃料电池及氢技术开发部蓄电技术开发室室长弓取修二）表示，“除了追求锂离子充电电池极限性能的技术开发之外，还将推进超越锂离子充电电池的革新性电池系统的开发。并希望形成跨行业开发电池技术的联盟”。 电池业务将有变化 如果短期内无望大幅提高能量密度，就只能推进现有的锂离子充电电池低成本化。也就是说要通过量产来降低成本。而要获得量产效果，就需要普及电动汽车，增加销量。这就是所谓先有鸡还是先有蛋的关系。 因此，目前考虑的是电池的租赁。即通过采用租赁方式来减少高昂的初期费用，以推动电动汽车普及，从而促进电池的量产。在这种情况下，如果建立起根据行驶距离（充电量）而非年均负担收费的制度，便可轻松赢得用户。之后，下一步就是将用过的电池再利用（二手销售）。如果能够启动蓄电用途市场，保证可以买到二手电池，便有望进一步降低初期费用及租赁负担。 但要实现电池的再利用，电池厂商须彻底脱离以往的一次性收益模式，而建立新的业务。东芝（东芝电力流通及产业系统公司SCiB业务推进统括部技术负责人本多啓三）表示，“可充分考虑将电池租赁当作业务”。该公司称，其正在开发的锂离子充电电池以长寿命为特点，在电动汽车上使用后，还可在蓄电等市场上再利用。 东芝开发了负极材料采用钛酸锂（LTO），安全性和寿命都很出色的锂离子充电电池（图5）。该公司2009年秋季开始样品供货可用于电动汽车、能量密度提高至100Wh/kg的电池单元。虽然细节未公布，但据悉正极材料从以前的钴酸锂改为可实现更高容量的材料。电池容量为20Ah。并且，该公司还在开发能量密度为150Wh/kg左右的电池单元，并力争在2011年之前实用化。 图5：积极推广快速充电锂离子充电电池东芝正加快推广负极材料使用钛酸锂的锂离子充电电池。将来有望实现单位重量能量密度达到150Wh/kg的电池单元。电池技术人员一致认为，要将电动汽车用过的二手电池再用于其他用途，还有另一课题需要解决。这就是要正确诊断电池的剩余寿命。如果没有简单且精度高的诊断方法，就无法适当设定再利用的电池价格。今后似有必要加快剩余寿命诊断的相关开发。 快速充电器开始市售 电动汽车用快速充电器的开发也在不断推进。比如，HASETEC于2006年度与东京电力共同开发出了快速充电器，并从2009年3月底开始销售（图6）。电动汽车的快速充电器可设置在住宅公寓、公司的停车场、公共设施及购物中心等多种场所，可满足广泛的需求。并已经“有来自个人的订单”（HASETEC代表董事社长千村正）。现在估计每年可收到200300台订单。 该公司快速充电器的最大输出功率为50kW，直流输出时的最大电压为500V，最大电流为125A。外形尺寸为宽1060mm高1420mm进深730mm，重量为380kg。充电至电池容量的80，三菱汽车的i-MiEV需要约25分钟，富士重工业的电动汽车需要约15分钟。 该充电器的特点是采用自主开发的风扇作为散热措施，并通过降低负荷L来抑制反电动势。另外考虑到操作时的安全性，还具备在接上连接器后，可通过绝缘测试确认有无连接及漏电问题后再行充电的安全功能。价格目前在400万日元左右。 不过，50kW级快速充电器不仅外形尺寸大，价格也较高。因此，该公司还准备面向停留时间较长、能保证一定充电时间的购物中心等，开发输出功率更小的快速充电器。“使充电时间在30分钟到1小时左右”（HASETEC充电事业推进室室长中田昌幸）。 日本九州电力也开发出了电动汽车用快速充电器，今日将开始通过关联公司销售（图6（b）。 图6：接连面世的电动汽车用快速充电器HASETEC开始销售与东京电力共同开发的快速充电站（a）。九州电力也预定开始通过关联公司销售快速充电站（b）。该公司将来自电网的交流电转换成直流电的直流电源部分分离，可最多连接4台小型充电站。“不宽敞的地方可以只设置小型充电站，而把体积较大的直流供电部分可分开设