大型リチウムイオン電池 その1 必要性

☆概要
◎大型リチウムイオン電池が必要となる背景
太陽光や風力で発電した電気を電力系統に送り、社会全体で共有する
スマートグリッド(次世代送電綱)を実現するうえで不可欠なのが大型蓄電池。
自然エネルギーは発電が不安定。

◎日米共同のスマートグリッド実証試験。
2010年4月より米ニューメキシコ州で開始される。
実証の一つの大きな柱は、電力系統のゆらぎを蓄電池で解消する試みだ。

天気が晴天だったとする。
太陽光発電は天気が晴天だと大量の電気をつくるが、電力系統にそのまま
送り込むと送電綱内の電圧が上昇する。
この場合蓄電池にいったん電気を蓄え電圧の上昇を抑える。

急に雨が降ってきて太陽光発電の出力が低下した場合などは、電力不足が
生じないように蓄電池から電気を放出する。


◎蓄電池には何を使うか?
実験で使う大型雷電池は、すでに市場で実績のあるナトリウム硫黄電池と鉛蓄電池。
このうちナトリウム硫黄電池に注目。エネルギー密度が高くサイズが小さい。

それをも上回る性能を誇るのがリチウムイオン電池だ。

◎リチウムイオン電池の問題点と克服
リチウムイオン電池を沢山接続して使用すると、一つの電池が劣化して電圧が
下がると、劣化した電池に向かって大電流が流れ全体として故障になる。

対応は、各電池を制御する機構を組み込む事だ。


◎ナトリウム硫黄電池の問題点と克服
電力が不安定となったとき、素早く電力を放電しないといけないのだが、
ナトリウム硫黄電池は素早く放電ができない。

対応は、内部抵抗を半分に下げ事だ。

大型リチウムイオン電池の寿命が短い点については、
正極材料を炭素皮膜で覆うことで7年を10年にのばした。

◎自然エネルギーに対する国内の電力事情
国内の電力系統が受け入れられる太陽光発電の電力量は、1割限度が限界。
2020年までには、電力系統わ安定させる為大型蓄電池の導入が必要となる。


☆何故掲載したか?
・スマートグリッドの導入は、自然エネルギーを採り入れるためには、
 必至な技術であることがよくわかった。

 更に大型蓄電池も必須であることもよくわかった。

 関連技術に注視したい。


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☆キーワード
・大型リチウムイオン電池


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大型リチウムイオン電池 その2 普及への課題

☆概要
課題は、低コスト化、長寿命化につきる。

◎リン酸マンガンリチウム
導電性が極めて低く殆ど発電しないが、正極材料に炭素を皮膜
させる事で、理論容量の9割まで性能が向上。2020年の実用化を目指す。

・スピネル型 結晶構造が不安定で寿命をのばしにくい。
・オリビン型 結晶構造が安定で有望。

◎全固体型リチウムイオン電池
電解質を固体にする事で、印刷装置を使って塗るだけで作れるので、
製造コストの低減が期待できる。

液漏れも無くなり安全性も高まる。

問題は寿命が1~2年程度だ。


☆何故掲載したか?
・太陽電池と同様、様々なデバイスが検討されている。
 将来が楽しみだ。


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・リチウムイオン


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電解液を固める添加剤を開発 大型リチウムイオン電池に向け

☆概要
リチウムイオン電池の電解液などを固める有機ゲル化剤を開発した。
少量の添加で固まるので、できた固形物に含まれる電解液の量(含有量)は95%以上と高い。
性能を保ちながら固体になることで液漏れを防ぐ。

従来の添加剤は電解液の含有量が大幅に落ちるため特性が失われた。
電気自動車への搭載が期待される大容量リチウムイオン電池の課題である安全性の向上に役立つ。

新たに開発した有機ゲル化剤は、有機化合物の基本構成となるベンゼンに、
炭素や硫黄、フッ素などがついた構造。

特徴①電解液の含有量が多くイオンがよく動く
特徴②固めることで液漏れ防ぐ。安全性向上



☆何故掲載したか?
・リチウムイオン電池の大型化、安全性の確保に有力な素材だ。
 実用化が待ち遠しい!!



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☆キーワード
・大型リチウムイオン電池


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へリオフレッシュという合成香料を増産 宇部興産

☆概要
宇部興産は、高級香水やシャンプーに使う合成香料ヘリオフレッシュを増産する。
メロンやスイカのようなさわやかな香りがする「マリン系」と呼ぷ香料。

マリン系香料は、かつてはサッサフラスと呼ぶクスノキ科の木の根から
抽出したオイルを原料に使っていた。

サッサフラスは東南アジアや南米に生育しているが、
環境保護による伐採規制を受けて調達が難しくなっている。

2006年から代替となる合成香料を独占的に量産し、
エルメスやカルパン・クラインなど有名ブランドの商品に採用されている。


☆何故掲載したか?
・強い商品を持つ宇部興産。注目だ。



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☆キーワード
・宇部興産
・へリオフレッシュ マリン系 合成香料

20100825合成香料増産宇部興産.jpg 


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車用リチウムイオン電池ガスケットで世界シェア5割 大和化成

☆概要
携帯電話や電気自動車(EV)などに使われるリチウムイオン電池は、
高い電圧が得られる半面、内部の溶媒などの漏れを防ぐガスケットが重要
大和化成は白動車用の大型リチウムイオン電池用ガスケットで世界シェア5割を握る世界大手だ。

ガスケットは金属の接合部に挟み込み、気体や液体が漏れるめを防止する部品で、
平たい輪のような形状で製造は簡単そうに見えるが、

高い密閉性や気体や液体に応じた耐熱性、耐薬性を確保する為、
製造には高度な技術が求めちれる。

携帯電話やデジタルカメラなど小型の電池向けなどが主力だったが、
近年は顧客からの受注減や円高が影響し韓国や中国メーカーにシェアを奪われている。

大和化成が次の収益源と期待するのがEV用の大型電池用ガスケットだ。

10年以上の長寿命のほか、衝突時の打撃にも耐えられる高い安全性が求められる。
独自に専用の生産設傭を開発し、電圧負荷や温度の変化などに耐えられる素材を選定。

2010年11月末に量産にこぎ着けた。

EV1台に必要なガスケットは200~400個にもなり、大量の受注が期待できる。


☆何故掲載したか?
・ガスケットと言われる部品もリチウムイオン電池に存在する事と、
 世界シェア5割の大和化成の名前を憶えておこう。


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・リチウムイオン電池 ガスケット
・大和化成


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リチウムイオン電池の電極材料となる新アルミ素材「SDX」 昭和電工

☆概要
昭和電工は、リチウムイオン電池の電極材料となるアルミはくの新素材「SDX」を開発。

アルミはくの上に独自技術で導電性カーボンを塗布し、
正極材にリン酸鉄リチウムを使う電池での使用を想定している。

リン酸鉄リチウムは耐久性が高く、車載用電池での採用が見込まれている。

しかし、アルミはくに塗って電極にした場合、電気抵抗が高くなり、
急速に充放電する際に電池の温度が高くなる危険があった。

SDXの導電性カーボンの上にリン酸鉄リチウムを塗ることで、
この抵抗を約5割下げることができる。

抵抗が減り流れる電気が増えることで発熱を抑えるほか、
充電できる容量も増える。


☆何故掲載したか?
・リン酸鉄リチウムイオン電池は、大型リチウムイオン電池でも有望な物だ。
 その素材としてリン酸鉄リチウムイオン電池の欠点を補うこの素材はすごい。


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・リン酸鉄リチウムイオン電池
・昭和電工
・SDX


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車載向けリチウムイオン電池のセパレータを開発 三菱製紙

☆概要
三菱製紙は車載用のリチウムイオン電池向けに、熱に強い不織布を使った
セパレーター(絶縁材)を開発、2012年に量産開始予定。

「低価格と耐熱性」を訴求すれば一定の顧客獲得が見込めると判断。

セ氏180度の高温でも劣化せず、生産コストを大幅に低減できる。

セパレーターは電池の正極と負極を隔離しつつ
両極間でイオンが行き来できるようにするシート状部材。
イオンを通す微細な穴の成形に高い技術を要する。

充放電性能は現在普及しているポリオレフィン系フィルム製の
セパレーターに劣るが、耐熱性は高く、量産時の生産コストも半分以下。

フィルム製は何らかの理由で電池温度がセ氏120度まで上昇すると
ショートの可能性があるほか、150度を超えると縮んで形状を維持できない恐れがある。

車載用電池は携帯電話やパソコン用より高い耐熱性が求められ、
旭化成が世界シェアの5割近くを押さえる。


☆何故掲載したか?
・リチウムイオン電池のどの部材にも、耐熱性が重要なことがよくわかる。


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☆キーワード
・リチウムイオン電池 セパレータ
・不織布
・三菱製紙
・旭化成 ポリオレフィン系フィルム製 世界シェア5割


20110128車載用電池向け部材に参入 三菱製紙.jpg 


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リチウムイオン電池の大容量化への取り組み

☆概要
電気白動車(EV)の性能を引き出し、太陽光発電や深夜電力も蓄える次世代
電池の開発競争が激しさを増している。
海外勢が低コスト化を急ぐ一方、日本は将来を先取りする安全・大容量化に力を注ぐ。

EVは速く走るほど空気抵抗が増して電池が早く減る。
時速40㌔で200㌔走れても、時速100㌔ならば約120キロ

いろいろな部材が開発をされていて、大容量化に向けた取り組みが進む。

詳細は掲載している記事を参照して欲しい。



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・リチウムイオン電池


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次世代蓄電池のリチウムイオンキャパシタ 新神戸電機

☆概要
新神戸電機は次世代蓄電装置のリチウムイオンキャパシタを2011年度から量産する。
大容量で円筒形の製品を初めて実用化。

電極を円筒形に丸める方式で、電極を積み重ねる一般的な製晶に比べ長寿命で耐久性に優れる。
工場の非常用電源やハイフリッド建機など向けに売り込む。

「ラミネート型」と呼ばれる電極を積み重ねる方式に比べ長寿命で、
数百万回の充放電を繰り返しても劣化しにくい製品を開発した。

セ氏80度以上の高温でも使え、過充電によってセルが変形することも少ない。
リチウムイオンキャパシタはFDKやJSR系のJMエナジーがラミネート型を手がけている。

瞬時に充放電できるリチウムイオンキャパシタは、化学反応で蓄電する
リチウムイオン電池と異なり、電極周辺にイオン分子を吸着させて蓄電するため劣化が少ない。


☆何故掲載したか?
・リチウムイオンキャパシタは、これからの素材で、まだまだ利用価値があると思う。
 注目を続けていきたい。


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☆キーワード
・リチウムイオンキャパシタ
・新神戸電機

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リチウムイオンキャパシタの市場活性化 いよいよですね

☆概要
高速で電気を充放電できる新たな蓄電装置、リチウムイオンキャパシ
タの市場が活性化している。従来の電気二重層キャパシタに比べて容量
が大きく太陽光・風力も普及を見込める。

電気二重層キャパシタ
・数千円
・充放電回数 10万から100万回
・容量がリチウムイオンキャパシタと比べ少ない。

リチウムイオンキャパシタ
・2010年で1万5千円 2013年で6千円を予想。
・充放電回数 1万回から5万回
・容量が大きい


☆何故掲載したか?
・リチウムイオン電池とリチウムイオンキャパシタの組み合わせで、
 電池の消耗の回避と回生が可能となる。素晴らしい。

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☆キーワード
・リチウムイオンキャパシタ
・電気二重層


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