充電電池及充電技術
圖3:可15分鐘快速充電的牧田電動工具
牧田上市了15分鐘即可充滿電的電動工具(a,b)。通過采用鋰離子充電電池,可大大縮短原來使用鎳氫充電電池及鎳鎘電池的電動工具需時數十分鐘的充電時間(c)。
以前美國消費者認為電動工具的機身和電池組越重越大,驅動時間就越長,機器就越堅固。而使用鋰離子電池的電動工具的面世,使“這一認識發生了重大變化”(后藤)。這是由于,鋰離子電池即使重量輕也能夠以滿功率長時間驅動,而且電池電量用完后還可迅速充電。“除了低價位產品還能暢銷的新興市場國家之外,其他市場基本上都會轉向鋰離子充電電池的電動工具”(后藤)。事實上,該公司采用鋰離子充電電池的電動工具銷售額已是連年倍增。
充電基礎設施的建設出現熱潮
與電動工具一樣,充電時間短還有望成為電動汽車普及的重要武器。電動汽車的弱點之一就在于一次充電的持續行駛距離較短。如果與快速充電結合,這一弱點便可得以減輕。也許是受這一因素的推動,電動汽車充電基礎設施的建設最近在各國活躍起來。
比如,美國Better Place公司正積極準備在以色列、丹麥、奧地利、加拿大為建設充電基礎設施。日本汽車廠商中,日產汽車表現踴躍。包括與Better Place合作的以色列及丹麥在內,日產正在與20個行政組織及企業建立合作體制(圖4)。“車輛開發和充電基礎設施建設是電動汽車普及的兩條腿。不兩條腿走路的話,肯定無法實現普及”(日產汽車企劃及先進技術開發本部技術企劃部資深專家上田昌則)。

圖4:建立充電基礎設施建設合作體制
日產汽車為了2010年在美國和日本、2011年在中國、2012年在全球投放電動汽車,正在與政府及企業建立合作體制。
2009年夏季上市電動汽車的三菱汽車也從美國俄勒岡州為代表,在日本、歐洲、加拿大、新西蘭、澳大利亞展開旨在實用化的實證試驗及調查活動,穩步推進充電基礎設施建設的準備工作。此外,東京大學也將啟動在沖繩縣建設充電基礎設施,目標是使沖繩主島的2萬8000輛租賃車逐步更換成電動汽車。
演變為國家間的競爭
因電動汽車的實用化前景已清晰可見,電池開發的方向也在逐漸變化。“如果5分鐘能夠充電80%,快速充電就足夠用了。與此相比,應更重視低成本化和長壽命化”(NEC東金營銷本部解決方案技術部部長堀仁孝)。
電池成本是電動汽車普及的一大障礙。比如,三菱汽車2009年夏季上市的電動汽車“i-MiEV”的價格在400萬日元左右。車輛價格高就是因為電池成本高達200萬日元以上。實際上,利用國家及地方政府提供的補貼,預計只需200萬日元即可購買。但這意味著沒有補貼也就不會形成電動汽車市場。
降低電池成本最常用的解決方法是提高電池的能量密度,降低單位容量的成本。但這并非一朝一夕可以實現的。實際上,在鋰離子充電電池實用化后的約20年里,向高容量材料的過渡幾乎未取得進展,充分說明了開發上的難度。
需要龐大開發費用的新一代鋰離子充電電池開發呈現出產官學合作,以舉國之力展開競爭的態勢。實際上,美國、中國及德國已開始加強對鋰離子充電電池的政策措施。尤其是美國,2009年1月就任總統的奧巴馬作為綠色新政(Green New Deal)的一環,提出了2015年之前導入100萬輛插電混合動力車的目標等,強化了對電動汽車的舉措。
在日本,新能源及產業技術綜合開發機構(NEDO)也于2009年3月設立了蓄電技術開發室。旨在將NEDO內各領域分別推進的充電電池技術開發系統化。蓄電技術開發室(NEDO燃料電池及氫技術開發部蓄電技術開發室室長弓取修二)表示,“除了追求鋰離子充電電池極限性能的技術開發之外,還將推進超越鋰離子充電電池的革新性電池系統的開發。并希望形成跨行業開發電池技術的聯盟”。
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