世界最高出力のリチウムイオン電池で攻勢をかける
2009-12-10 18:57
リチウムイオン電池の技術で世界トップレベルの日立グループ。自動車向けをはじめ拡大する市場で、イニシアティブをとれるか。
株式会社日立製作所日立研究所
Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd.
http://www.hitachi.co.jp/rd/hrl/
Offering a lithium-ion battery boasting the world’s highest output.
世界最高出力の
車載用リチウムイオン電池を手に語る
二宮隆典日立研究所所長
Summary
Hitachi, Ltd. has developed a new type of lithium-ion battery which offers the world’s highest output. Compared to its own mass-produced lithium-ion batteries for vehicle application, the output density is 1.7 times greater. Up to the present, lithium-ion batteries have been mainly used for personal computers and portable equipment because they can be made as small, light weight batteries. Meanwhile, hybrid cars commonly used NiMH batteries because of the cost and safety implications. The new type of lithium-ion battery developed by Hitachi has improved safety, opening the door for its application to cars. However, there are still further hurdles to be overcome for its use with cars, including the development of a material which guarantees the safety of the battery and of a reliable mechanism to control the battery operation. Although the car market is the largest market which Hitachi’s battery business strategy principally aims at penetrating, Hitachi has also set its sights on the development of a new market in the railway sector.
自動車向け電池で優位に立つ
日立製作所は世界最高出力のリチウムイオン電池を開発した。出力密度は4,500Ｗ／kgで、同社で量産中の車載用リチウムイオン電池に比べ1.7倍に当たる。電池の内部抵抗を低減するために、正極にマンガン系の材料を使用し、電極の薄膜化など電池構造を工夫して実現した。今秋からハイブリッド自動車向けにサンプル出荷を行う。
これまで、リチウムイオン電池はエネルギー密度が高く、小型で軽量化できるため、主にパソコンや携帯機器用に使われてきた。一方、トヨタ自動車のプリウスをはじめハイブリッド自動車は、安全性やコストを考慮してニッケル水素電池の搭載が主流になっている。日立の電池は電極に通常使われるコバルトの量を大幅に減らして安全性を高め、車載用途に道を開いた。
コストについて、日立グループの研究の中核となる日立研究所所長の二宮隆典氏は「自動車用の電池は携帯用の数十倍の材料が使われる。電池が自動車用に使われると量産効果でポジティブに回るのではないか」という。出力密度と安全性で優位に立ち、自動車向けの生産量を増やして、コスト削減を目指す考えだ。2010年からゼネラル・モーターズ（GM）のハイブリッド自動車用に供給するため、リチウムイオン電池の量産体制を準備している。
出典：IT総研資料をもとに作成
Source: Compiled Innovaion Courier using data provided by the institute of Information Technology, Ltd.
鉄道車両や非常用電源にも拡大
低炭素社会、化石燃料枯渇の問題に対応し、次世代の自動車として家庭の電源などで充電するプラグインハイブリッド車や電気自動車の開発が進められている。しかし、これらの自動車にリチウムイオン電池を使うには、越えなければならないハードルがある。
現在、市販されているハイブリッド車は、電池を補助的な動力源として使用しており、電池容量の半分当たりで充放電を繰り返している。一方、プラグインハイブリッド車や電気自動車用の電池は、あらかじめ満充電して使用するため、燃焼するなどの危険性が増す。二宮氏は「満充電したときに安全性を担保するため、材料や制御面などいろいろな開発を進めている」と、先手を打つ。
電池の開発の方向性について、二宮氏は「プラグインハイブリッド車や電気自動車用の電池は出力だけでなく、走行距離をかせぐための容量との両立が課題。これをクリアすれば、リーズナブルな大きさ、重さ、コストの電気自動車が実現する」と語る。
さらに、自動車エンジンの燃費向上と同じように、電気自動車では、モーターの効率を上げることが重要になる。二宮氏は「日立グループでモーターやインバータ、制御などの研究開発を行っている。他の研究所と連携して、日立研究所のポテンシャルを事業に活かしていきたい」という。
日立グループの電池戦略で狙う最大の市場は、自動車向けだが、他の市場開拓も視野に入れている。JR小海線を走る世界初のハイブリッド車両には、日立グループのリチウムイオン電池が搭載されている。また、日立製作所を含むコンソーシアムが優先交渉権を得た英国のIEP（都市間高速鉄道車両置き換え計画）でもハイブリッド車両が投入される予定で、鉄道車両向けの市場開拓を目指す。さらに、「現在、非常用の電源として鉛蓄電池が使われているが、都市部の情報通信設備用途などに、コンパクトで軽いリチウムイオン電池の導入が進むと期待している」（二宮氏）と意欲的だ。
掲載記事
Hitachi, リチウムイオン電池, 二宮隆典, 日立研究所
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