《日经汽车技术》和《日经电子》于2004年5月21日在横浜港湾未来(Minato-Mirai)的泛太平洋酒店举行了汽车技术综合研讨会“Automotive Technology Day 2004”。
在Truck6以“电容器与锂离子充电电池”为主题的分组会议上,6家公司就面向混合动力车的充电电池发表了演讲。其中,旭硝子、日产汽车和汤浅(YUASA)、旭化成电子分别介绍了电双层电容器、锂离子充电电池以及集电容器和锂离子充电电池两方面特点于一身的新型蓄电池。
旭硝子中央研究所AUC组件负责人池田克治认为:“要想在混合动力车的充电电池上采用电双层电容器,1法(1F)电容量最少需要1日元的成本,将来还需要将成本进一步降至1法0.5日元”。具体而言,除降低材料费外,还需要通过单电池采用高电压设计来增加静电容量。另外,通过改进电池组及模块的构造以成功降低生产成本,力求达到1法电容量只需0.5日元成本的目标。
实际上,该公司重新开发了电极和电解液,试制成功了将电压从原来的+2.7V提高至+3.0V的电池单元。这样,便将原来1450法、直径40mm、高120mm电池单元的静电容量增加到了2000法。另外,还计划在2005年底前开发同尺寸、2500法的电池单元。
这种电池单元的结构可以降低生产成本,采用的是各电极不需要引线的圆筒形单元。该公司表示,这一结构除了可以降低成本外,还可以减小电极部分的电阻以及提高电池单元的体积利用效率。
锂离子充电电池的输出功率密度更高
之所以致力于发展锂离子充电电池,日产汽车解释说:“锂离子充电电池不仅能量密度高,而且功率密度还可在现有基础上实现飞越性提高”(日产汽车综合研究所材料研究所主任研究员堀江英明)。
锂离子充电电池可在石墨等层状化合物的层间结构中储存和释放锂离子,即通过称为“Intercalation(插入) ”的现象来蓄电。铅蓄电池及镍氢充电电池等原来的电池均是通过电极发生化学反应置换成其它化合物,因此就决定了必须使用特定的蓄电材料。而对于锂离子充电电池而言,可存储和释放锂离子的电极材料及电极构造非常普遍,随着今后研究开发的进行,性能有望进一步提高。
对于锂离子电池,此前有一种看法认为:使用离子传导性低的电解液很难提高功率密度。而实际上,即便是锂离子传导性低的电解液,如果加大电极表面面积、减小电极间隙,也可提高功率密度。由于锂离子电池通过“插入”现象来蓄电,所以电极的体积膨胀比原来的电池小。因此,电极表面积易于扩大,电极间隙也可缩得更小。
最好的案例就是:日产汽车开发成功了输出功率达原来锂离子电池1.5倍以上的薄型电池单元,并开始在燃料电池车“X-trail FCV”上配备。
|
|