充电电池及充电技术

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200～300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置” （九州电力综合研究所锂电池及EV推进部门仓山功治）。
并且还配备了“并行充电”功能：当多台充电站上都连接着电动汽车时，即使只有一个直流电源部，也可相应于各充电站的输出功率进行高效充电，可缩短充电等待时间。