Transcription

1

2

3 13 1

4 14 2

5 :0017: :0017: :0016:30 3

6 NaS 4

7 5

8 6

9

10 泠 8

11

12 13 5 2! 13 11! 14 4 NEDO ()!! NEDO 理事長 評価報告書 技術評価委員会 評価報告書 ( 案 ) 事務局 AIST 評価部 NEDO 技術評価部 分科会 A 分科会 B 分科会 D 分科会 C 1 1-1

13 !!!!!!! 5 1-2

14 LIBES

15 (1)NEDO 8 12 NEDO NEDO (2) (1) 1-4

16 (2) (3) (4) (5) (1) (2) 1-5

17 (3) (4) JIS (1) (2) (3)

18 11 12 IV 1 (1) [ ] (a) (b) (c) (d) (e) 1 (f) 1-7

19

20

21 NEDO 高能率未来型電池 ( リチウム二次電池 ) により 電力需要家において夜間電力を貯蔵 ( 充 電 ) し昼間に放出 ( 放電 ) し負荷平準化に寄与する分散型電池電力貯蔵技術 ( 家庭用な どの電池電力貯蔵技術に資する 定置型 及び電気自動車への適用に資する 移動体 用 の2 種類の技術 ) を開発する NEDO 以下の状況から国 (NEDO) として技術開発に関与する必要性がある 電力負荷平準化 環境負荷低減への対応は不可欠であり 高性能 高能率二次電池 による電力貯蔵システムの技術開発の意義は大きい また 一部の民間企業の技術 開発を待つだけでなく 国として本プロジェクトを加速的に進める必要性は非常に大き い リチウム二次電池の可能性を最大限に引き出し 実用見込みのある数 10kWh 級電池 システムの開発を行うには リスクを伴う要素研究と多数の試行錯誤が必要であり 企 業の枠を越えた研究開発として国が計画を推進する意義がある 新型電池による電力貯蔵技術は 地球環境保全を図っていくための重要な方策の一つである電力負荷平準化 ( ロードレベリング :LL) 技術と位置づけられる 本プロジェクトでは 大容量かつ小型で経済性のある高能率未来型電池により 電力需要家において夜間 電力を貯蔵 ( 充電 ) し 昼間に放出 ( 放電 ) し 負荷平準化に寄与する分散型電池電力貯 蔵技術を開発する ことを目的とする 定置型では日本の一般家庭における1 日分の需要電力を想定した 20kWh 級組電池システムの基本構成単位となる 2kWh 級モジュール電池の開発を行う 移動体用では1 充電 走行距離 400km 以上が可能な電気自動車用 45kWh 級組電池システムを想定し この組 電池システムを構成する基本単位として 3kWh 級モジュール電池の開発を行う NEDO (:) ,151 1, ,637 1,910 2,577 2,959 3,039 1,675 経済産業省産業技術環境局研究開発課 新エネルギー 産業技術総合開発機構新電力技術開発室 () リチウム電池電力貯蔵技術研究組合 (LIBES) 内訳 : メーカー (12) 研究機関(1) リチウム二次電池の搭載量が少なく コスト的負担の小さい中容量電池システムを 2005 年頃から市場投入し 一層のコストダウンを進めることにより普及拡大を図る 次のステップと して こうした中容量電池システムの市場形成を背景に 数 10kWh 級の大型電池システ ムの市場導入を進める プロジェクトの所期の目標は概ね達成 ( 見通 ) した 成果について大容量リチウム電池の 電力貯蔵用電池として実現可能性を示しており 今後さらに発展すべき課題と認めるとの 評価を受け 実用化見極め段階としての研究開発から実用化段階としての研究開発への 発展が期待されている

22 1) 平成 7 年度中間評価定置型が 4 電池系 移動体用が 4 電池系の計 8 電池系について評価を行った その結果 定置型における高分子系 及び 移動体用における金属系 を除く 6 電池系は第 2 期大型化研究にステップアップ可能な技術水準に達したものと判断された 2) 平成 10 年度 NEDO 評価 ( 方式( 電池系 ) の選別 ( 絞り込み ) ) 評価の結果 定置型 及び 移動体用 の 2 タイプともニッケルコバルト系及びマンガン系の 2 電池系でプロジェクト最終まで技術開発を継続することが有益であるとの結論を踏まえ それぞれの電池系の有意性を最大限引き出すべく 研究開発を持続した 平成 10 年度の評価は研究開発推進組織 体制自らが実施する評価活動であり 平成 7 年度の中間評価とは性格を異にするものである 3) 平成 12 年度中間モニタリング評価総括として 本プロジェクトで得られた成果は妥当であり 今後 さらに発展すべき課題と認める と判断された 特許出願数 : 出願 198 登録 37 査読論文数: 原著論文 (146) のうち 59 新聞発表数 :14 1) 平成 9 年 3 月 2) 平成 11 年 6 月 1) 2) 社会情勢変化と要求に鑑み 以下の目標の達成に貢献できる技術開発とするには遅くとも 2005 年頃からの実用化普及開始が必要と判断し プロジェクトをより早期の実用化を意識した性格にすべく基本計画を改定した COP3 京都議定書による 2008 年 ~2012 年の CO2 排出量を 1990 年レベルより 6% 削減する目標 電気事業審議会電力負荷平準化対策検討小委員会中間報告による 2010 年の年負荷率を 4.2 ポイント向上させる目標 平成 7 年度中間評価 ( 産業技術審議会エネルキ ー 環境技術開発部会評価委員会分散型電池電力貯蔵技術評価小委員会 ) 平成 10 年度 NEDO 評価 ( 新型電池電力貯蔵システム技術開発委員会 ) 平成 12 年度中間モニタリング評価 ( 産業技術審議会評価部会分散型電池電力貯蔵技術評価委員会 ) 平成 14 年度事後評価 : 平成 14 年度実施予定

23 (:) (10 ) , 経済産業省産業技術環境局研究開発課 独立行政法人産業技術総合研究所 () 産業技術総合研究所生活環境系特別研究体電力エネルギー研究部門 特許出願数 : 出願 24 査読論文数: 原著論文 (91) のうち 73 新聞発表数:

24 1. NEDO 1.1 NEDO

25 METI

26

27 1

28 NEDO 1.1 NEDO NOx 912 COP3CO2 3E NOxCO2 LLLoad Leveling1 24 CO kw OA EVElectric Ve hicle

29 10kWh

30 kWh100Whkg150Whl 19913E PRIElectric Power Research InstituteUSABCUnited States Advanced Battery ConsortiumDOE (U.S. Department of Energy) PNGVPart nership for New Generation Vehicle 1993Joule (Joint Opportunities for Unconventional or Long Term Energy Supply) 1997EVS1414 USABCVartaDuracell3MHQSA FT

31 LL % %205030%2010 1%110kW55 L L EV % % %212kW LL8 5% LL LL55 0.4kWh CO tCO2CO2 EV EV CO21kmCO tCO2CO2 LLEV3040tCO2CO p128 [kw] (1) (2) ,185 6,185 6,185 5,7556,185 4,413 4,413 3,155 3,1554,413 LNG 4,318 6,696 6,702 6,6066,696 LNG ACC 2,378 LPG 5,111 5,071 4,908 4,9085,111 2,123 2,123 2,129 2,123 2,741 2,741 3,001 2,741 27,269 27,229 26,657 25,28827,269 (1) (2) 13

32 1.22 CO2 LL % 0.4% 0.7% 1.1% CO2 2 tco2 16tCO2 29tCO2 45tCO EVCO2 EV LiEVCO CO2 60% 13 tco2 26 tco2 132 tco2 CO2 70% 15 tco2 31 tco2 154 tco2 60 g-c/km 10.8km/l Li EV 24g-C/km(60%)18g-C/km70% 1 10,000km CCO212441g-C(44/12)g-CO kl kl/co2t-cco t-ckl CO2t-CO2(0.723(44/12)) (t-co2kl) kl 110kW p

33 NOx 9123 COP3CO2 3E NOxCO2 LL124 CO2 CO ロート レヘ リンク をしない場合 ロート レヘ リンク をした場合 夜の発電量 昼の発電量 夜の発電量 昼の発電量 2.11 CAESCAES

34 55 2NaS 1000kW OA EV Li( 長寿命型 ) Li( 高エネルキ ー密度型 ) Zn/Br 本フ ロシ ェクト目標値 ( 第 1 次基本計画 ) Li( 長寿命型 ) Li( 高エネルキ ー密度型 ) Zn/Br 本フ ロシ ェクト目標値 ( 第 1 次基本計画 ) Na/S Na/S Ni/Zn Ni/Zn Ni/H Ni/H Ni/Fe Ni/Fe Ni/Cd Ni/Cd Pb Pb 重量エネルキ ー密度 (Wh/kg) 寿命 ( サイクル ) 2.12

35 2.11 Li Pb Ni/Cd Ni/Fe Ni/MH Ni/Zn Zn/Br Na/S 350

36 CO (1) Wh (2) Wh (3)

37 COP CO219906% %59.8% Wh 19913EPRI Electric Power Research InstituteUSABCUnited States Advanced Battery ConsortiumDOEU.S. Department of Energy PNGV Partnership for a New Generation of Vehicle EUJouleJoint Opportunities for Unconventional of Long Term Energy Supply kWh 100Wh/kg150Wh/l NaS 7 11

38 2.21 USABCVARTASAFTAVESTOR NEDO H8 H13 H12 H11 H10 H12 H11 NEDO H9 H10 H8 H9 NEDO NEDO VARTA H9 SAFT NEDO H12 H11 H13 H12 H13 H11 H10 H9 H8 USABC NEDO AVESTOR 2.21 USABC 1010 IMLB: International Meeting on Lithium BatteriesLIBES

39

40 大容量で小型の高能率未来型電池により 電力需要家において夜間電力を貯蔵 ( 充電 ) し昼間に放出 ( 放電 ) するいわゆるロードレベリングを行う 定置型及び移動体用の分散型電池電力貯蔵技術を開発する 10 Long Life Type High Energy Density Type 2030kWh Wh90Whkg200Whl Long Life Type (High Energy Density Type) Wh/kg Wh/l, kWh2kWh 1400km45kWh 3kWh 2

41 kWh 3kWh Wh/kg Wh/l /kg,, kWh 20kWh COP CO219906% %4.2%

42 kWh3.11 Wh 90Whkg 200Whl kWh 200kg, 200 l EV 400km 45kWh EV (215km) ( 27.4kWh) 170 kg 300 kg (413 kg) 85 l 150 l (190 l) 120 kw (83 kw) 10 20km RAV4-EVNi-MH

43 大型電池システム普及段階 プロジェクト研究開発期間 初期市場導入段階 要素技術研究 大型化 電池性能向上 10Wh 級電池 Wh 級電池 2-3kWh 級モシ ュール 早期実用化用電池電池実負荷模擬試験 H4 H9 H11 ( ) ( ) ( ) ヒ ークカット冷蔵庫 (400Wh) など小型電気自動車 (13kWh) など H14 ( ) 家庭用 LL システム (20kWh) EV システム (45kWh) H17 H22 ( ) ( ) ユーザー ( 電力会社 自動車会社 ) の意見 要望の反映 評価 3.31

44 LIBES checkreview 3 4

45 H4 H5 H6 H7 H8 H9 H10 H11 H12 H ,637 H13 第 1 期 要素研究 小型単電池製作 第 2 期 大型単電池製作 モシ ュール電池製作 信頼性向上 早期実用化中容量電池システム開発 ユーサ ー意見 要望の反映

46 (1)

47 (2) Wh23kWh

48 (3) 平成 11~13 年度の取り組み実用化へのアプローチ モジュール電池開発 開発目標への性能向上 + 安全性向上 実負荷模擬試験など信頼性向上研究 中型電池 モジュール 電池 モジュール開発 実負荷模擬試験など信頼性向上研究 電池監視制御装置 残存容量計などの利用技術の研究開発 ( 中容量電池システム ) 早期実用化 ( 大型電池システム ) 将来実用化 (4) 413

49 4.2.2 (1) Long Life Type (High Energy Density Type) Wh/kg Wh/l, kWh 3kWh Wh/kg Wh/l /kg,,.....

50 kWh 20kWh

51 23 1 NEDO Ah/kg 360Ah/kg92%1.52.5m 2 /g 420Ah/kg82%2.03.0m 2 /g Ni-CoCoMn Ni-Co 35Wh 2535Wh/kg 120Wh/kg240Wh/l Wh 120Wh/kg240Wh/l 500

52 231 NEDO 4.28 ( ) () () PEO / 10Wh50060 PEO3M/HQ6.7Ah585(80) (E VS-14(1997)) 20Wh180Wh/ 360Wh/L V 4V 6mS/cm(25)1mS/cm(20)10 5 Pa(100) Li99.2 8mS/cm(25)3mS/cm(20)10 5 Pa(100) 400

53 3 NEDO Wh 90 Wh/kg160 Wh/l 450 W/kg / Wh (200Wh 2) 8 4 LL 300Wh 74Wh/kg111Wh/l LL LL 2kWh(300Wh 8) h h 5/ LL 15 LL( ) LL( ) 1/3 ( ) (BMS)

54 4.210 小型電池の適用による初期コス 1.3kWh 級モジュール電池の開発 トの低減 鉛電池に較べて飛躍的に優れた出力特性を期待 電池コストは約 34 万円 / パック電池 ( 月産 10 万パックに対する試算 ) エネルギー密度 :110 Wh/kg 170 Wh/l 出力密度 :500 W/kg エネルギー変換効率 :85% サイクル寿命 :1000サイクル 軽自動車用電池システムの試作と運転研究パック電池 :13 kwh 級 (1.3kWh 級モシ ュール 10) パック電池性能と実車走行特性との関係の把握残存容量計 電池管理装置の開発と基礎データ取得 小型電池の適用による初期コス 超小型自動車用電池システムの試作と運転研究 トの低減 鉛電池に較べて飛躍的に優れた出力特性を期待 電池コストは約 6 万円 / パック電池 ( 月産 10 万パックに対する試算 ) 電池電力容量 :2.3 kwh 級 (1.2kWh 級モシ ュール 2) 実車走行時の電池特性についての基礎データ取得中容量電池の小型 EVへの適用性の確認 小型電池の適用による初期コス 300Wh 級モジュール電池の開発 トの低減 電池コストは約 3.3 万円 / パック電池 ( 月産 10 万パック ) 電動スクータの潜在需要を95 万台 / 年と予測 ( 仮定 :50c エネルギー密度 :110 Wh/kg 170 Wh/l 出力密度 :500 W/kg エネルギー変換効率 :85% サイクル寿命 :1000サイクル cクラスの二輪車のうち10% が電 電動スクータ用電池システムの試作と運転研究 動化 ) パック電池 :1.5 kwh 級 (300Wh 級モシ ュール 5) パック電池性能と実車走行特性との関係の把握残存容量計 熱管理技術の開発と基礎データ取得 電動スクータ電池システムの試作と運転研究電池電力容量 :1.5 kwh 級 (300Wh 級モシ ュール 5) 実車走行時の電池特性についての基礎データ取得中容量電池の電動スクータへの適用性の確認

55 NEDO NEDO NEDOLIBESLIBES

56 NEDO 1310 NEDOLIBESLIBES

57 4.3.3 NEDO NEDO LIBES LIBES LIBES 4 4 4

58 5.1 10kWh 1/51/ kWh Wh 2kWh Wh 電動スクータ 13kWh 1.5kWh kWh 45kWh 400km 5.12

59 (1) (2) (CNG) HEV 100km EV400kmEV (3) EVHEV (1) kwh100kwh100v500v W/kg

60 (2) 35 (3) (4) PRTR PRTR

61

62 モジュール電池開発 開発目標への性能向上 + 安全性向上 実負荷模擬試験など信頼性向上研究 中型電池 モジュール 電池 モジュール開発 実負荷模擬試験など信頼性向上研究 電池監視制御装置 残存容量計などの利用技術の研究開発 ( 中容量電池システム ) 早期実用化 ( 大型電池システム ) 将来実用化 (1) (2) (3) (4) (5)

63

64 CheckReview METI (Wh)(kg) (Wh)(l) (Ah)(kg) ms/cm 7.1.2

65 Wh/kg 200Wh/l Wh 120Wh/kg 240Wh/l Wh 300Ah/kg 340Ah/kg V 6mS/cm 2mS/cm NEDO Wh kg200whl700120whkg240whl300 62

66 1 2kW3kWh 84 89

67 etc

68 7.3 12METI (1) (2) 2. (1) (2) (3) 3. (1) (2) 4. (1) (2) (3) 5. (1) (2) (1) CO2NOx

69 (2) (3) (4) (5)

70

71 Wh 2kWh3kWh (1) 2kWh3kWh 2kWh3kWh100Wh 8 () kWh 82.0% 102% 3kWh 84.0% % %

72 % 400 W/kg km 8.11

73 8.11 2kWh (H12) (H13) kwh (Wh/kg) Wh/l * 812 * (H ) 2350 (H ) () () WhPTC PTC H13 H13 20kWh 15/ 24,800/kWh 7 H13 15/ 22,900/kWh 6.5 H13 1 ()

74 8.12 3kWh (H13) (H13) kwh (Wh/kg) Wh/l % 244 (323) 81.3% () (W/kg) *3 57.0% 580 *3 58.0% 1000 () 1000 () H13 H13 45kWh 10/ 10/ 23,700/kWh 21,900/kWh 11km 10km H13 H13 1()

75 8.13 2kWh 250WhPTC(Positive Temperat ure Coefficient) 2kWh 250Wh 3% kWh 3kWh ( 0100% ) 3kWh 3kWh / ( ) LED4

76 LL Wh8400Wh 400Wh 9697% 4704 LL LL 300Wh82kWh LL2kWh 93% 54 0LL 50Wh8400Wh 400Wh 9697% 35Wh8300Wh ±20mV300W h93% %LL

77 kWh(170Wh 8)10 13kWh 2000km 98km[1015]142km[40km/h] 120km/h8.3km/kWh[] 1.2kWh22.4kWh EV EV 25.75km11.5km/kWh[] 300Wh51.5kWh / 70km[30km/h]1 33.6km27.2km/kWh[] Ah/kg93%462Ah/kg 83% CVD Ah/kg m 2 /g Wh

78 LIBES PAEP LiTFSI S/cm (6 0)(Li4Ti5O12)/ (TAEP-LiBF4)/(LiCo0.5Ni0.5O2)350 /(PAEP-LiTFSI)/(LiCoO2)1 0Wh500 LiBETILiN(C2F5SO2)2 ECTHP1,3-DOX / LiBETI-EC-THP-DOX/ (LiMn2O4)10Wh120Wh/kg 264Wh/l435 (LiNiO2)20Wh 180Wh/kg393Wh/l (LiBETI) THPDOX (EDMP) (EEP) (LiBF4/EC+- + EDMP+ EEP)

79 8.1.5 EV CO22010 LL10029CO2EV CO2LCA LLCO20.76CO2 EV23kmCO2 LCA CO2 4.1kWhEV3.5 kwh15 7EV km LL 9

80 8.1.6 (1) FeOO H S/cm Nasicon S/cm 7 Li-NMR EQCM EQCM NMR Li NMR Li (2) LIBES

81 (3) NMR NMR 1 poly(eo-po) NEDO NEDO NEDOENEX NEDO 10

82 LiNi0.7Co0.3O22kWh 128 Wh/kg107%194 Wh/l 245 Wh/l102%96 250kWh Wh3500 BMSBattery Management System 2 kwh250wh Mn kwh122 Wh/kg Wh/l106%96% 250Wh 77%38002kWh 812 3kWh150 Wh/kg100%2 52 Wh/l84% Wh/kg96% Wh162 Wh/kg378 Wh/l 3kWh155 Wh/kg103% 244 Wh/l 323 Wh/l108%438 W/kg11 0%96% 1000

83 Ah/k g93%462ah/kg 83% CVD Ah/kg m 2 /g NiAlNbF Wh S/cm60 Li4Ti5O10/TAEP-LiBF4/LiCo0.5Ni0.5 O2350Li/TAEP-LiTFSI/LiCoO210Wh 500 LiBETILiMn2O4 10 Wh120Wh/kg264Wh/l 43580%LiMn2O4 LiNiO220Wh180Wh/kg393 Wh/l Li

84 NOx LCAC O2EV2010 LL5516 CO2EV1520CO2 LLCO20.76CO2 EV2 3kmCO2 4.1kWh3.5 kwh kmEV 13 13

85 8.2.5 FeOOH- Nasicon S/cm 7 Li-NMR NMR Li + NMR PEO NMR NMR NMR

86 (1) 193 (2) COP CO

87

88 1.1 ( ) 10Wh 100Wh/kg 200Wh/l Wh 100Wh/kg 200Wh/l 100Wh 2kWh 110Wh/kg1 60Wh/l kWh 250Wh 130Wh/kg 280Wh/l 110Wh/kg 170Wh/l Wh 130Wh/kg 281Wh/l 2kWh 126Wh/kg 194Wh/l 240Wh/l () ,102 () [] [1] [1] [] [1] 4[2] [3]

89 H4 H5 H6 H7 H8 H9 H10 H11 H12 H13 ( ) 10Wh 100Wh/kg 200Wh/dm リチウムリッチ マンガン正極開発 3Wh 10Wh 10Wh Wh/kg Wh/dm Ah/kg Ah/kg kWh 120Wh/kg240Wh/dm % 2kWh LL, 73% Ah/kg Wh 105Ah/kg 325Ah/kg Wh 300Wh 69.6% 73% () ,234 () [] [] 0 0 5[4] 5[5] 0 3[1] 5[5] [16] Ah/kg 360Ah/kg 105Ah/kg Ah/kg % 3500 し 211Wh 278Wh 2kWh

90 1.3 ( ) 200Wh 2kWh 120Wh/kg240Wh/l 90% Wh 250Wh 250Wh 250Wh 2kWh 2kWh 2kWh 100Wh/kg 213Wh/l Wh/kg 216Wh/l kWh 112Wh/kg 239Wh/l Wh 2kWh (35Wh) 122Wh/kg 254Wh/l 3500 () ,357 () [] []

91 1.4 ( ) 3kWh 150 Whkg -1, 300Whdm -3, >1000,400 Wkg -1, 85% Ni-Co Co-Ni-Mg Ni-Co-Mn Co-Ni-Mg H2,CO2 etc. 36Wh 115Whkg -1,253 Whdm -3 10Wh 125.6Whkg -1,251Whdm Wh 3kWh 132Whkg Whdm Wh 129Whkg -1,288Whdm -3 3kWh 140Whkg Whdm -3 3kWh 130Whkg Whdm -3 3kWh 140 Whkg Whdm -3 3kWh 150Whkg Whdm () ,618 () [] []

92 1.5 ( ) LiCoO2 LiCoNiO2 NiCoMn () () [] [] 0 0 2[1] 3[2] 1[1] [4]

93 1.6 ( ) () ,288.1 () [] [] [3] [3] Wh/kg, 360Wh/L % 3kWh 150Wh/kg, 300Wh/L 400W/kg 1,000 85% 10Wh 123Wh/kg 263Wh/L 電池材料の研究 300Wh 300Wh 117Wh/kg, 275Wh/L 2kWh 76Wh/kg, 119Wh/L 380Wh 116Wh/kg, 290Wh/L, 425W/kg 3kWh 107Wh/kg, 198Wh/L, 416W/kg 400Wh 130Wh/kg, 303Wh/L, 465W/kg 400Wh 140Wh/kg, 320Wh/L, 430W/kg 400Wh 160Wh/kg, 350Wh/L, 430W/kg 3kWh 150Wh/kg, 400W/kg

94 1.7 ( ) / 340Ah/kg 300Ah/kg CV / 420Ah/kg 90% 490Ah/kg 85% / 360Ah/kg 92% m 2 /g 420Ah/kg 82% 2-3m 2 /g Li-NMR CVD () ,528 () [] []

95 1.8 ( ) LiNiO2 4 (250) 10Wh 35Wh 2535Wh (120Wh/kg,240Wh/L,500 ) () ,095.6 () [] [] 0 0 1[1] 3[2] 4[3] 1[1] 4[4] [11]

96 1.9 EO TAEP TAEP DMPEG TAEP (Co,Ni,Mn) Li/TAEP/ Li/TAEP/ Li/PAEP/ /TAEP/ /TAEP+ LiTFSI LiTFSI 10Wh LiTFSI 10Wh LiBF4/ DMPEG /LiCoO2 /LiCoO2 /LiCoO2 LiCoO2 LiTFSI/ 10.6Wh 11Wh 10Wh Wh LiCoO Wh

97 Wh/kg 240Wh/l 42 (DOD80%) 120Wh/kg 248Wh/l 116 (DOD80%) 124Wh/kg 240Wh/l 203 (DOD80%) 120Wh/kg 242Wh/l 362 (DOD80%) 120Wh/kg 264Wh/l 435 (DOD80%) 180Wh/kg 393Wh/l 556 (DOD50%)

98 1.11 Li Li

99 1.12 LCA ( ) LCA(1) LCA(2) LCA LCA DST, LL,, EV () , () [] []

100 1.13 ( ) () () [] []

101 1.14 H9, H11, ,882 19,251 18,351 18, ,

102 1.15 (1) (2) (3) (1) (2) (3) NMR NMR () ,719 () [] 9 27[1] [2] 23 39[6] 363[9] []

103

104 NaS NaS

105 COP3 4 CO2 NaS 3-2

106 # # 3-3

107 NaS 3-4

108 # # 3-5

109 3-6

110 # # 3-7

111 4 CO2 NaS

112 # 3-9

113 3-10

114 # 3-11

115 3-12

116 # # 3-13

117 Ni-Co Mn 3500 Ni-Co Mn Ni-Co Mn 3500 kh 3-14

118 3-15

119 kh LiCoO2 LiNi1-xMnxO2 LiCoO2 LiNi1-xMnxO2 Ni-Co Mn kh LiNi1-xMnxO2 3-16

120 # 3-17

121 LiMn1-xNixO2LiNi1-xCoxO2-δ LiMn1-xNixO2LiNi1-xCoxO2-δ # # 3-18

122 Ni-Co Mn Li-Ni1-x-y-Cox-MnyO2 Li-Ni1-x-y-Cox-MnyO2 Ni-Co Mn 3-19

123 # # 3-20

124 kwh kwh Li # 3-21

125 Mn Fe Mn Fe 3-22

126 3-23

127 3-24

128 # 3-25

129 35Wh 100Wh # # 3-26

130 C 3-27

131 3-28

132 3-29

133 LIBES 3-30

134 LCA LCA 3-31

135 3-32

136 kWh 3-33

137 # / 3-34

138 EQCM NMR EQCM NMR 3-35

139 3-36

140 # 3-37

141 # 3-38

142

143 !! 12 5 NEDO 13 1,3,5.!!.!!!.!! 1 (1)!!! 4-1

144 !!! 4-2

145 1. 事業の目的 政策的位置付け 研究開発マネジメント 研究開発成果 実用化 事業化の見通し 平均値 2.6 A B A B A 2.4 A B A B B 2.6 A A A B B 1.8 B B B C B 4-3

146 (1) <> (2) <> (3) <> (4) <> 4-4

147

148 参考資料 プロジェクトの目的プロジェクトの目的プロジェクトの目的プロジェクトの目的 ( ) 1 事業原簿 P.7 を参照

149 負荷平準化 2 事業原簿 P.6 を参照 3 負荷平準化へ向けた技術開発状況 負荷平準化技術特徴技術動向揚水発電ダム式発電であり 立地地点が限られる 既存技術 リチウム 電池 Ni/MH 等 NAS レト ックス等スーハ ー キャハ シタフライホイール SMES ( 超電導コイル ) CAES ( 圧縮空気貯蔵 ) 場所の制約を受けず取り扱いが簡便であり 高効率が期待できるが 大容量化が 難しい が 大容量化が 難しい 本プロジェクト 立地の制約は受けず高効率が期待できるが 運転 前プロジェクト 時 高温維持 電解液の循環が必要高温維持 電解液の循環が必要である 実用化段階 一種のコンデンサ エネルキ ー密度が鉛電池以下エネルキ ー密度が鉛電池以下 一時的電力補償用に主にメモリーハ ックアッフ で利用 高エネルキ ー化は基礎段階 フライホイールの回転エネルギーとして貯蔵する 効率が低く 超電導化に取り組んでいる 超電導コイルに永久電流として貯蔵するものであるが 極低温の維持極低温の維持が必要である 地下空間 ( 岩盤 ) に圧縮空気を貯蔵するため 立地地点が限られる 別プロジェクトで開発中別プロジェクトで開発中パイロットプラント段階 揚水発電以外に 様々な負荷平準化の技術開発がなされているが 立地に制約されない技術として 電池による高効率な電力貯蔵を目指す 事業原簿 P.6~7 を参照 参考資料 1-1-2

150 分散型電池電力貯蔵 電力供給発電所 サイド 揚水発電所 変電所 4 需要家サイド 定置型 移動体用 家庭用電池電力貯蔵装置 電気自動車用電池 事業原簿 P.7 を参照 益々伸びる民生用電力需要 5 ( 億 kwh) 10,000 8,000 6,000 4,000 2,000 0 電力使用量の推移 S60 H10 H20 予想 業務用 家庭用 産業用 民生用 低廉な夜間電力を貯蔵 様々な家庭機器へ利用 利便性 低廉な夜間電力を貯蔵 様々な家庭機器へ利用 信頼性 ホームセキュリティーや家庭のインテリジェクト化への U PS 機能等の付与 クリーン 空気を汚さないクリーンな生活空間の提供 事業原簿 P.7 を参照 参考資料 1-1-3

151 分散型電池電力貯蔵の実用化時の姿 6 コスト負担の小さいものから段階的普及 2005 年 早中期容実量小型ロート レヘ リンク 装置用電冷蔵庫 照明内蔵など化池システ小型電気自動車ムスクーターなど 大型電池システム 2010 年 家庭用 LL システム (20kWh) EV システム (45kWh) 注 2010 年 COP3 目標達成に寄与 参考 :2010 年 COP3 改善目標における負荷率改善目標は 4.2 ホ イント up 事業原簿 P.31 P4~5 を参照 ( 発足当時 ) Li( 長寿命型 ) Li( 高エネルキ ー密度型 ) Zn/Br Na/S Ni/Zn Ni/MH Ni/Fe Ni/Cd Pb リチウム電池開発をターゲット 需要家に適した小型 軽量 長寿命 常温で作動するメンテナンス不要な電池を選択検討 重量エネルキ ー密度 (Wh/kg) 各種電池開発状況 ( 発足当時 ) 電池の種類 特徴 開発状況 リチウム二次電池 エネルキ ー密度が極めて (Li) 本フ ロシ ェクト 高く 長寿命 鉛電池 各種市販 エネルキ ー密度が低い (Pb) ニッケル カト ミウム電池 カト ミウムを使用 各種市販 (Ni/Cd) ニッケル 鉄電池 メンテナンスが必要で (Ni/Fe) 開発中 密閉化困難 ニッケル 水素電池 自己放電が大きい 一部市販 (Ni/MH) 及び開発中 ニッケル 亜鉛電池 (Ni/Zn) 短寿命 一部市販 亜鉛 臭素電池 メンテナンスが必要 前プロジェ (Zn/Br) クトで開発 ナトリウム 硫黄電池 高温 (350 ) 作動 前プロジェ (Na/S) クトで開発 7 リチウム電池は 高エネルギー 高効率が期待できる未開発の電池 事業原簿 P.7~8 を参照 参考資料 1-1-4

152 参考資料 リチウム電池実用化の障壁と困難性リチウム電池実用化の障壁と困難性リチウム電池実用化の障壁と困難性リチウム電池実用化の障壁と困難性 8 事業原簿 P.1~2 を参照国内外の開発国内外の開発国内外の開発国内外の開発 9 アメリカアメリカアメリカアメリカ日本日本日本日本 事業原簿 P.3 を参照

153 参考資料 国のプロジェクトである必要性国のプロジェクトである必要性国のプロジェクトである必要性国のプロジェクトである必要性 10 事業原簿 P.1~2 を参照研究開発スケジュール研究開発スケジュール研究開発スケジュール研究開発スケジュール部は 第 3 次基本計画において追加された項目部は 第 3 次基本計画において追加された項目部は 第 3 次基本計画において追加された項目部は 第 3 次基本計画において追加された項目 ( 注意 ) ( 注意 ) ( 注意 ) ( 注意 ) H4 H4 H4 H4 H5 H5 H5 H5 H6 H6 H6 H6 H7 H7 H7 H7 H8 H8 H8 H8 H9 H9 H9 H9 H H H H 事業原簿 P.18 を参照

154 第 1 次基本計画 ( 平成 4~8 年度 ) の研究開発目標 12 大容量で小型の高能率未来型電池により ロードレベリングを行う 定置型及び移動体用の分散型電池電池貯蔵技術を開発する 種別 長寿命型 (Long Life Type) 高エネルキ ー密度型 (High Energy Density Type) 重量エネルギー密度 (Wh/kg) 体積エネルギー密度 ( Wh/l) 寿命 ( サイクル ) 3, エネルギー変換効率 (%) 90 以上 85 以上 事業原簿 P.13 を参照 第 1 次基本計画 ( 平成 4~8 年度 ) 研究開発目標の設定理由 13 リチウム二次電池のエネルギー密度が極めて高く 長寿命エネルギー密度が極めて高く 長寿命の潜在能力を最大限引き出すべくチャレンジャブルな値に目標設定 長寿命型 高エネルギー密度型 家庭用蓄電装置で耐用年数 10 年以上想定 Li Zn/Br Na/S Ni/Zn Ni/MH Ni/Fe Ni/Cd Pb 寿命 ( サイクル ) 小型バンタイプ電気自動車で一充電走行距離約 500km 想定 Li Zn/Br Na/S Ni/Zn Ni/MH Ni/Fe Ni/Cd Pb 重量エネルキ ー密度 (Wh/kg) 事業原簿 P.15 を参照 参考資料 1-1-7

155 第 1 次基本計画 ( 平成 4~8 年度 ) の研究開発体制 14 通産省工業技術院 ( 研究開発 ) ( 基礎 評価研究 ) NEDO NEDO 内委員会 部会 大学 国立研究所等の客観的意見の反映 国立研究所 別電 法池人開 / / が発 / / 炭法 / / 素人 / / 材が料独 自 / / 電技解 / / 術液 / / に材よ / / 料り の競開 争発的 をに 支開 援発 事業原簿 P.28 を参照 平成 7 年度中間評価の概要 15 評価の目的 8 電池系について小型単電池開発から大型単電池 モジュール開発へ移行可能かどうかを評価 評価の基準下記の中間目標値で評価を実施 長寿命型 ( 定置型 ) 10Wh 級 100Wh/kg 200Wh/l 700 サイクル 高エネルギー密度型 ( 移動体用 ) 10Wh 級 120Wh/kg 240Wh/l 300 サイクル 評価の結果 長寿命型 ( 定置型 ) コバルト系金属系炭素系 中間目標を達成 大型化移行の技術を確立高分子系 中間目標を達成せず ブレークスルー必要 高エネルキ ー密度型 ( 移動体用 ) コバルト系金属複合系炭素系 中間目標を達成 大型化移行の技術を確立金属系 中間目標を達成せず ブレークスルー必要 大型化へ移行 6 電池系 提言事項 中間目標を達成した電池系 大型化 モジュール化に重点をおき研究開発実施 中間目標を達成しなかった電池系 要素技術に重点をおき研究開発実施 上記 2 項目の協力体制 支援体制を整備 性能 安全性 信頼性の評価が共通の尺度のもと集中的に実施できる体制に整備 事業原簿 P.37~39 を参照 参考資料 1-1-8

156 第 1 次基本計画の改定 ( 平成 9 年 3 月 ) の概要 16 改定の理由下記の状況変化を受け プロジェクトの性格を 蓋然性の検証 から 実用化への開発加速 へ変更すべく 基本計画を改定 プロジェクト成果の着実な進展 (100Wh 級単電池製作が可能になる ) 国内電池ユーザーからの早期実用化への待望 欧米における電気自動車用二次電池開発の本格化 民生用リチウム二次電池技術の目覚ましい進展 改定内容 電池ユーザーのニーズに基づく具体的実用化モデルを想定した目標設定 経済性 安全性 リサイクルといった実用化が迫られた段階で避けて通れない課題への視点を追加 平成 7 年度中間評価の提言を踏まえ 研究開発体制を下記の 3 つに整備大型電池 モジュール開発次世代電池技術開発トータルシステムの研究 事業原簿 P.9 17 を参照 第 2 3 次基本計画 ( 平成 9~13 年度 ) の研究開発目標 17 大容量かつ小型で経済性のある高能率未来型電池により 負荷平準化に寄与する分 散型電池電池貯蔵技術 ( 定置型及び移動体用 ) を開発する 種別 定置型 移動体用 電池 2kWh 級モジュール 3kWh 級モジュール 性重量エネルギー密度 ( Wh/kg ) 能体積エネルギー密度 目 ( Wh/l ) 標出力密度 ( W/kg ) サイクル寿命 ( サイクル ) 3,500 1,000 エネルギー変換効率 (%) 経済性目標 定置型移動体用 事業原簿 P.13~14 を参照 参考資料 1-1-9

157 第 2 3 次基本計画 ( 平成 9~13 年度 ) 研究開発目標の設定理由 18 電力会社 自動車会社等のニーズに基づくモデルを想定し 実用化開発の原型として 技術完成度の高い電池モジュールを開発する 定置型 性能目標の設定理由 経済性目標の設定理由 家庭用蓄電システムの想定モデル 電池仕様 使用年数における 蓄電容量一般家庭の昼間の全電力を賄う 20 kwh 昼夜間電気代の差額で 重量 スヘ ース電気温水器の半分程度 170kg 85l 費用回収 評価時は情勢に対応し 使用年数 1 日 1 回の充電で10 年間使用 3500サイクルた数値を適用 (350 回 / 年 10 年 ) 移動体用 性能目標の設定理由 電気自動車の想定モデル電池仕様 蓄電容量一充電で400km 走行 45kWh ( 普通乗用車の場合に必要な条件 ) 重量 スヘ ース Ni-H 電池 EVの6 7 割程度 300kg 150l モーター出力約 130 馬力 (100kW) 400W/kg (120kW 300kg ) 生涯走行距離最大 20 万 km 1000サイクル (500サイクル 乖離率 2) 経済性目標の設定理由 生涯走行距離における電気代とガソリン代の差額で費用回収 評価時は情勢に対応した数値を適用 事業原簿 P.15 を参照 第 2 3 次基本計画 ( 平成 9~13 年度 ) の研究開発体制 19 通産省工業技術院 ( 研究開発 ) ( 基礎 評価研究 ) NEDO 大学 国立研究所 電池ユーサ ーの客観的意見の反映 国立研究所 NEDO 内委員会 部会 大型電池 モシ ュール開発を 4 電池系に整備 電池開発の共通技術である安全技術を支援する体制を整備 トータルシステム研究に安全性評価を追加 性能 安全性を中立的に評価する体制を整備次世代電池基盤研究 ( 大学への再委託 ) ブレークスルーに必要な基礎基盤と研究開発力を有する研究者からの支援体制を整備 事業原簿 P.29 を参照 参考資料

158 平成 10 年度方式 ( 電池系 ) の選別 ( 絞込 ) 評価の概要 20 評価の目的 評価の基準 評価の結果 到達性能 評価項目電池系 電池電力容量 大型電池 モジュール開発 4 電池系の到達性能 経済性 安全性を総合評価 プロジェクト終了まで継続すべき電池系を判断 到達性能 目標値に対する到達度で評価 経済性 目標に具体的数値 ( 電気代 カ ソリン代等 ) を当てはめ評価 安全性 過充電 釘刺し 圧壊 外部短絡 過放電により現象把握 重量エネルキ ー密度 性能評価 体積エネルキ ー密度 出力密度 サイクル寿命 エネルキ ー変換効率 Ni- 定 Co 系置型 Mn 系 + - 移 Ni 動 Co 系体 Mn 系 用 開発目標達成 + 開発目標未達だが電池系比較で優位 開発目標未達 経済性全電池系とも電池大量生産時に目標コスト水準をクリア 現状 マンガン系の方が若干コスト的に有利 将来的にもマンガン資源量は豊富であり コバルトのように地理的偏在がなく コスト的有利性が大きい 安全性マンガン系の方が現象がマイルドで有利性が大きい ( 保護機能 制御回路なしの試験 ) (4 電池系の優劣付け難い ) 4 電池系をプロジェクト最終まで継続 到達性能 ニッケル コバルト系が高い 経済性 安全性 はマンガン系が有利 事業原簿 P.40 を参照 第 2 次基本計画の改定 ( 平成 11 年 6 月 ) の概要 21 改定の理由下記の社会情勢の要求に応えるには遅くとも 2005 年頃からの実用化普及が必要と判断し 基本計画を改定 COP3 おいて CO2 削減目標が設定される 通産省電気事業審議会において負荷率改善目標が設定される 改定内容大型電池 モジュール開発で培われた技術をベースに低価格を指向した早期実用化中容量電池システムの開発を追加 事業原簿 P.9~10 を参照 参考資料

159 22 早期実用化中容量電池システム開発の研究開発目標について 早期実用化を目指した中容量モデルとしては 多様なアイデアを期待多様なアイデアを期待するものであり アイデア毎に要求される性能等のパラメータが異なる ( 下図参照 ) よって プロジェクトの研究開発目標としての設定は行わず 研究開発目標としての設定は行わず 電池開発法人が電池ユザー等の意見を反映した自主目標を設定自主目標を設定する 冷蔵庫電力約 4 時間分 (300~400Wh 級 ) (400Wh 級 ) (2kWh 級 ) 家庭一部電力の約 3 時間分 蛍光灯電力約 3 時間分 一充電 120km 走行小型電気自動車 一充電 60km 走行電動スクーター電池パック (13kWh 級 ) (1.5kWh 級 ) 事業原簿 P.26 を参照 平成 12 年度中間モニタリング評価の概要 23 評価の目的事業の達成状況を判断し 計画の見直しや後継事業等への展開の是非を判断 評価の基準基本計画に基づき評価を実施 評価の結果総括として本プロジェクトで得られた成果は妥当であり 今後 さらに発展すべき課題と認める 事業原簿 P.41~43 を参照 参考資料

160 技術の到達点 24 性能 電池電力容量 エネルキ ー変換効率 出力密度は達成 重量エネルギー密度は目標を達成 体積エネルギー密度は目標の 81~106% 到達 サイクル寿命は 目標達成を見通す 材料 電極 単電池レベルでは 長寿化を実現 経済性 電池の目標寿命の約 50~80% 利用すれば電池コストを賄えることを試算 安全性 電池に保護機構を設置し 過充電 過放電 外部短絡に対し安全性を確保 ほぼ所期の目標を達成 事業原簿 P.44~45 を参照 プロジェクトの到達状況と今後 25 事業原簿 P.43 を参照 参考資料

161 参考資料 今後の展開今後の展開今後の展開今後の展開貯蔵電力容量 ( k W h ) 貯蔵電力容量 ( k W h ) 貯蔵電力容量 ( k W h ) 貯蔵電力容量 ( k W h ) 燃料電池車やハイブリッド車等燃料電池車やハイブリッド車等燃料電池車やハイブリッド車等燃料電池車やハイブリッド車等の電気系自動車への適用の電気系自動車への適用の電気系自動車への適用の電気系自動車への適用 新規実用化開発実用化普及 拡大 低コスト市場拡大高出入力 長寿命低コスト 広範な安全性技術開発 26 太陽光等の蓄電太陽光等の蓄電太陽光等の蓄電太陽光等の蓄電への適用への適用への適用への適用環境調和型社会へ環境調和型社会へ環境調和型社会へ環境調和型社会へ年 事業原簿 P.36 を参照

162 参考資料 分散型分散型分散型分散型 開発体制開発体制開発体制開発体制 M ET I M ET I M ET I M ET I NEDO NEDO NEDO NEDO 産業技術総合研究所産業技術総合研究所産業技術総合研究所産業技術総合研究所新型電池電力貯蔵システム技術開発検討会新型電池電力貯蔵システム技術開発検討会新型電池電力貯蔵システム技術開発検討会新型電池電力貯蔵システム技術開発検討会大型電池大型電池大型電池大型電池 システム検討会システム検討会システム検討会システム検討会ユーザー検討会ユーザー検討会ユーザー検討会ユーザー検討会次世代検討会次世代検討会次世代検討会次世代検討会 LIBES LIBES LIBES LIBES 運営委員会運営委員会運営委員会運営委員会トータルシステムの研究トータルシステムの研究トータルシステムの研究トータルシステムの研究導入効果などの分析評価及び電池の性能試験導入効果などの分析評価及び電池の性能試験導入効果などの分析評価及び電池の性能試験導入効果などの分析評価及び電池の性能試験電池の安全性試験電池の安全性試験電池の安全性試験電池の安全性試験電力中央研究所電力中央研究所電力中央研究所電力中央研究所日本電信電話日本電信電話日本電信電話日本電信電話次世代電池次世代電池次世代電池次世代電池高能率未来型電池の研究高能率未来型電池の研究高能率未来型電池の研究高能率未来型電池の研究モジュール電池の開発モジュール電池の開発モジュール電池の開発モジュール電池の開発定置型定置型定置型定置型移動体用移動体用移動体用移動体用次世代電池技術開発次世代電池技術開発次世代電池技術開発次世代電池技術開発ニッケル コバルト系ニッケル コバルト系ニッケル コバルト系ニッケル コバルト系マンガン系マンガン系マンガン系マンガン系ニッケル コバルト系ニッケル コバルト系ニッケル コバルト系ニッケル コバルト系マンガン系マンガン系マンガン系マンガン系高分子固体電解質系電池高分子固体電解質系電池高分子固体電解質系電池高分子固体電解質系電池リチウム金属系電池リチウム金属系電池リチウム金属系電池リチウム金属系電池次世代材料次世代材料次世代材料次世代材料難燃性 不燃性電解液難燃性 不燃性電解液難燃性 不燃性電解液難燃性 不燃性電解液開発支援開発支援開発支援開発支援炭素材料炭素材料炭素材料炭素材料電池安全性技術電池安全性技術電池安全性技術電池安全性技術三洋電機三洋電機三洋電機三洋電機 (H12 H12 H12 H12 年度まで ) 年度まで ) 年度まで ) 年度まで ) 日立 新神戸電機日立 新神戸電機日立 新神戸電機日立 新神戸電機日本電池 三菱電機日本電池 三菱電機日本電池 三菱電機日本電池 三菱電機松下電池工業松下電池工業松下電池工業松下電池工業大阪ガス大阪ガス大阪ガス大阪ガス東芝東芝東芝東芝ユアサユアサユアサユアサコーポレーションコーポレーションコーポレーションコーポレーションデンソーデンソーデンソーデンソー三菱化学三菱化学三菱化学三菱化学技術委員会技術委員会技術委員会技術委員会技術小委員会技術小委員会技術小委員会技術小委員会 1 事業原簿 P.29 を参照

163 性能 項目 電池電力容量 (kwh) 重量エネルギー密度 (Wh Wh/kg) 体積エネルギー密度 (Wh Wh/L) エネルギー変換効率 (%) サイクル寿命 ( サイクル ) 開発目標 ニッケル コバルト系 平成 12 年度開発品 2.32 ( 達成 ) 128 ( 達成 ) 197 (82.0%) ( ) *1 ( 達成 ) ( 達成 ) 795 経過 *2 小型単電池で 2350 実証 マンガン系 平成 13 年度開発品 2.49( ( 達成 ) 122 ( 達成 ) 255 ( 達成 ) 96.1 ( 達成 ) 812 経過 *3 小型単電池で 3000 実証 事業原簿 P.46 を参照 2 項目ニッケル コバルト系マンガン系開発目標性能平成 13 年度開発品平成 13 年度開発品 電池電力容量 (kwh) ( 達成 ) ( ( 達成 ) 重量エネルギー密度 (Wh Wh/kg) ( 達成 ) 155( ( 達成 ) 体積エネルギー密度 (84.0%) 244 (81.3% 81.3%) (Wh Wh/L) (323) ( 達成 ) 出力密度 (W/kg) ( ( 達成 ) 438 ( 達成 ) エネルギー変換効率 (%) ( ( 達成 ) 95.7( ( 達成 ) サイクル寿命 570 終了 * (57.0%) 580 終了 *2 (58.0%) ( サイクル ) 小型モジュールで 1000 超実証 小型単電池で 1000 超実証 3 事業原簿 P. 47 を参照 参考資料 1-2-2

164 開発したモジュール電池の位置付け 4 定置型 移動体用 体積エネルキ ー密度 (Wh/L) 体積エネルキ ー密度 (Wh/L) 重量エネルキ ー密度 (Wh/kg) 重量エネルキ ー密度 (Wh/kg) 事業原簿 P を参照 経済性 目標 定置型 : 電池の大量生産時に 電気料金の昼夜の格差により 20kWh 家庭用装置の設置コストを賄う移動体用 : 電池の大量生産時に 45kWh 電池搭載 EV が全寿命距離を走行した場合にかかる深夜電気料金と 同じ距離をガソリン車で走行した場合にかかる燃料費との差額により電池コストを賄う 5 到達点 初期投資額 ( 電池コスト ) の回収 定置型 : 7 年 (15 万ユニット / 年生産時 ) 移動体用 :10~11 11 万 km (10 万ハ ック / 年生産時 ) 今後の方向 初期での導入助成策 習熟効果によるコスト低減により初期投資額回収を短縮化 事業原簿 P.46~47,52,57 を参照 参考資料 1-2-3

165 安全性他 1 安全性 サイクル特性確保のための電池制御 保護機構等を開発設置すること 目標 2 環境への安全性 リサイクルに配慮すること 3( 移動体用 ) 電気自動車における使用環境下での諸特性 ( 温度特性 振動特性 走行モードを踏まえた充放電特性等 ) を満足すること 1 制御回路によりサイクル安定性を確保 また 通常使用条件について安全性を確保し さらにさらに濫用濫用を想定した過酷到達点条件 ( 過放電 過充電 外部短絡等 ) について開発した保護回路等によって安全性を確保 2 材料の有害性 回収プロセスなどを調査分析 3 環境温度 振動 模擬負荷サイクル試験で検証済み 開発した保護回路によっては安全性確保が困難な圧壊 今後の方向釘刺し条件について対策を提案 6 事業原簿 P を参照 モジュール電池試験 7 事業原簿 P を参照 参考資料 1-2-4

166 早期実用化を目指す中容量電池システム 8 各種の電池システムを提案し 試作 制御特性 保護特性 信頼性などを評価するため運転試験を実施 冷蔵庫電力約 4 時間分 (300~400Wh 級 ) (400Wh 級 ) 一充電 120km 走行軽電気自動車 (2kWh 級 ) 家庭一部電力の約 3 時間分 蛍光灯電力約 3 時間分 一充電 60km 走行電動スクーター (13 kwh 級 ) 一人乗りミニカー (1.5kWh 級 ) 事業原簿 P を参照 モジュール電池開発ー開発支援ー 9 炭素材料 ( 大阪ガス ) 負極用高性能炭素材料高性能炭素材料を開発 粒径 形状制御をジェットミルなどで行った黒鉛粒子の電子顕微鏡写真 黒鉛系 難黒鉛系 項目 放電容量 (Ah/kg) 初充放電効率 (%) 比表面積 (m 2 /g) 放電容量 (Ah/kg) 初充放電効率 (%) 比表面積 (m 2 /g) 自主目標値 ~ ~3.0 達成値 365~378 92~94 1.2~ 電池安全性技術 ( 東芝 ) 技術の先進性 電池の過充電試験 釘刺し試験で起こる現象とメカニズムを解析 モデルを提案 材料 構造レベルで安全化を図り 35Wh 級電池で確認 ニッケル系正極 炭素負極 電解液 電極構造の安全化策を提案 安全性技術開発成果の開示による共有化 35Wh 級電池の釘刺し試験 事業原簿 P を参照 参考資料 1-2-5

167 次世代電池技術開発 10 容量 (Ah) (10Wh 級 ) 高分子固体電解質系電池技術 ( ユアサコーポレーション ) 10Wh 級電池 DOD=100% Wh 級 ( 積層型 ) 2.0 先行 40mm 角セル 80 DOD=70% 正極 Li 1.05 CoO2 40 負極金属 Li 支持塩 LiTFSI EO/Li=10/ 正極放電容量 ( (mah mah/g /g)( )(40mm 角セル ) リチウム金属系電池技術 ( デンソー ) 20Wh 級電池 放電電圧 (V) サイズ :33.5 : 33.5mm(D) mm(d) 63.7mm(H) 放電曲線 充電 :4.25V 0.125C 放電 :3V 0.25C 放電容量 (Ah) 難燃性 不燃性電解液 ( 三菱化学 ) 難燃性の原理 Potential / V none DEBzP TEMDP TEEDP MPP O P O O O O P O O O P O P O Specific capacity / Ah/kg 黒鉛負極との整合性検討 事業原簿 P.51 を参照 O O O O P O O P O O トータルシステムの研究 11 導入効果などの分析評価及び電池の性能試験 ( 電中研 ) 導入効果の分析評価 電力負荷率が 3.5 ポイント以上向上すること リチウム電池を搭載した家庭用 LL および EV が CO 2 抑制に効果的であることを提示 リサイクル技術 ライフサイクル分析の調査研究 電池の性能試験 大型電池 モジュール電池の性能試験法を提案と実施性能試験データを蓄積し 性能の到達度と課題を明確化電池寿命推定法 ( 加速試験法 ) を提案中容量電池システムの運転試験研究 モジュール電池 モジュール電池充放電試験 大型単電池 電池の安全性試験 (NTT) 釘刺し試験装置 濫用時条件を想定した大型単電池 モジュール電池の安全性試験方法安全性試験方法を提案 大型単電池およびモジュール電池の安全性試験により 濫用濫用条件下の電池挙動および限界条件を明確化 実用を想定した安全化対策安全化対策を提案 単電池 モジュール電池 サイクル経過後単電池 外部短絡 釘刺し 圧壊 過充電 過放電 火炎 絶縁 浸水 事故波及観察 耐震 ( 定置型 ) 振動 ( 移動体用 ) 過充電 (BMS ( 付 ) 過放電 (BMS ( 付 ) 釘刺し 事業原簿 P P を参照 参考資料 1-2-6

168 知的財産 論文等の状況 (LIBES 研究組合平成 4 年度 ~ 平成 13 年度 ) 12 工業所有権出願登録実施論文 ( 査読付き ) 学会発表 件数 (59) 331 事業原簿 P.54, 参考資料を参照 開発成果の波及効果 13 世界初のリチウムイオン電池搭載電気自動車 世界初のリチウムイオン電池搭載電動バイク リチウム電池 参考資料 1-2-7

169 National Institute of Advanced Industrial Science & Technology (AIST) 産総研の研究課題 1 正極 電解質 負極 P National Institute of Advanced Industrial Science & Technology (AIST) 参考資料 1-3-1

170 リチウム電池の構成材料の研究材料及び電池寿命評価技術開発 2 Li FeOOH S/cm Nasicon X 7 Li-NMR Mn NMR EQCM P. 53 National Institute of Advanced Industrial Science & Technology (AIST) 高分子系リチウム電池用材料と電解質評価法の研究 3 Li NMR Li Li NMR () Li P. 53 National Institute of Advanced Industrial Science & Technology (AIST) 参考資料 1-3-2

171 安全性 信頼性評価 ( シミュレーション技術の研究 ) 4 LIBES P. 53 National Institute of Advanced Industrial Science & Technology (AIST) 参考資料 1-3-3