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EVバッテリー技術その1(2021年10月18日)

EV車
「カーボンニュートラル」「脱炭素」を実現するために急速に進化している電気自動車(EV)。海外では続々と新型EVが発売されています。 EVでは遅れをとっている 日本でも2022年からは、多くのメーカーで発売が予想されています。EVが国内でシェアを獲得するにはまだ時間がかかりそうですが、EVがエンジン車を超える大きなポイントは、 バッテリーの性能になります。まずはバッテリーの基礎知識を紹介します。
鉛蓄電池
鉛蓄電池正極に二酸化鉛、負極に鉛、電解液に希硫酸を用いた電池です。古くからエンジン車の バッテリーに使用されています。市販車をEVへ改造したり、バッテリーフォークリフトなど一部の車両に使用。価格が安く・安定性も高いが、寿命が短く・大型で重いデメリットがあり EV用としては性能不足である。
  • メリット・・・価格が安い・安定性に優れている・過充電に強い・広い温度で動作可能
  • デメリット・・・寿命が短い・大型で重い
ニッケル水素電池
ニッケル水素電池 正極にオキシ水酸化ニッケル、負極に水素吸蔵合金、電解液に水酸化カリウムなどの アルカリ水溶液を用いた電池です。 エネルギー密度が高く、過充電・過放電に強いが、自然放電量が大きく、 使わなくても電気容量が減ってしまう点と、メモリー効果で、電圧が下がりやすい問題がある。高価なレアメタルを含まないため安価である。 同じ容量のリチウムイオン電池より大型で重くなる。 (新型アクアのバイポーラ型ニッケル水素電池は大幅に性能アップしている)損傷による発火の危険性は少ない。 生産コストと安全性からトヨタのハイブリット車で多く採用されている。
  • メリット・・・高いエネルギー密度・過充電・過放電に強い・安価・安全性が高い
  • デメリット・・・自然放電量が大きい・電圧が下がりやすい
リチウムイオン電池
リチウムイオンバッテリー 正極にリチウム含有金属酸化物、負極にグラファイトなどの炭素材、電解液に非水溶液系電解質を用いた電池です。現在、EVで使用されるバッテリ-の主流がこのタイプです。実用化されている 蓄電池の中で最もエネルギー密度が高く、小型化が可能なことに加えて、寿命が比較的長い・自然放電が少ない・メモリー効果が無いなどメリットが多いが、レアメタルを使用するのでコスト増 になりやすく異常高温や衝撃による発火の危険性もある。
  • メリット・・・エネルギー密度が高い・小型化が可能・寿命が長い
  • デメリット・・・価格が高い
リチウムイオン電池にも種類があります
リチウムイオン電池は、現在も研究・開発が進んでおり低価格化・小型化・高出力大容量化が進んでいます。 次回は、リチウムイオン電池についてもう少し掘り下げてみます。 (→EVバッテリー技術その2へ)