充電電池及充電技術(shù)
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時(shí)間：2012-02-19
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
圖3：可15分鐘快速充電的牧田電動(dòng)工具
牧田上市了15分鐘即可充滿電的電動(dòng)工具（a，b）。通過(guò)采用鋰離子充電電池，可大大縮短原來(lái)使用鎳氫充電電池及鎳鎘電池的電動(dòng)工具需時(shí)數(shù)十分鐘的充電時(shí)間（c）。
以前美國(guó)消費(fèi)者認(rèn)為電動(dòng)工具的機(jī)身和電池組越重越大，驅(qū)動(dòng)時(shí)間就越長(zhǎng)，機(jī)器就越堅(jiān)固。而使用鋰離子電池的電動(dòng)工具的面世，使“這一認(rèn)識(shí)發(fā)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(zhǎng)時(shí)間驅(qū)動(dòng)，而且電池電量用完后還可迅速充電。“除了低價(jià)位產(chǎn)品還能暢銷(xiāo)的新興市場(chǎng)國(guó)家之外，其他市場(chǎng)基本上都會(huì)轉(zhuǎn)向鋰離子充電電池的電動(dòng)工具”（后藤）。事實(shí)上，該公司采用鋰離子充電電池的電動(dòng)工具銷(xiāo)售額已是連年倍增。
充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)出現(xiàn)熱潮
與電動(dòng)工具一樣，充電時(shí)間短還有望成為電動(dòng)汽車(chē)普及的重要武器。電動(dòng)汽車(chē)的弱點(diǎn)之一就在于一次充電的持續(xù)行駛距離較短。如果與快速充電結(jié)合，這一弱點(diǎn)便可得以減輕。也許是受這一因素的推動(dòng)，電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)最近在各國(guó)活躍起來(lái)。
比如，美國(guó)Better Place公司正積極準(zhǔn)備在以色列、丹麥、奧地利、加拿大為建設(shè)充電基礎(chǔ)設(shè)施。日本汽車(chē)廠商中，日產(chǎn)汽車(chē)表現(xiàn)踴躍。包括與Better Place合作的以色列及丹麥在內(nèi)，日產(chǎn)正在與20個(gè)行政組織及企業(yè)建立合作體制（圖4）。“車(chē)輛開(kāi)發(fā)和充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是電動(dòng)汽車(chē)普及的兩條腿。不兩條腿走路的話，肯定無(wú)法實(shí)現(xiàn)普及”（日產(chǎn)汽車(chē)企劃及先進(jìn)技術(shù)開(kāi)發(fā)本部技術(shù)企劃部資深專(zhuān)家上田昌則）。
圖4：建立充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)合作體制
日產(chǎn)汽車(chē)為了2010年在美國(guó)和日本、2011年在中國(guó)、2012年在全球投放電動(dòng)汽車(chē)，正在與政府及企業(yè)建立合作體制。
2009年夏季上市電動(dòng)汽車(chē)的三菱汽車(chē)也從美國(guó)俄勒岡州為代表，在日本、歐洲、加拿大、新西蘭、澳大利亞展開(kāi)旨在實(shí)用化的實(shí)證試驗(yàn)及調(diào)查活動(dòng)，穩(wěn)步推進(jìn)充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的準(zhǔn)備工作。此外，東京大學(xué)也將啟動(dòng)在沖繩縣建設(shè)充電基礎(chǔ)設(shè)施，目標(biāo)是使沖繩主島的2萬(wàn)8000輛租賃車(chē)逐步更換成電動(dòng)汽車(chē)。
演變?yōu)閲?guó)家間的競(jìng)爭(zhēng)
因電動(dòng)汽車(chē)的實(shí)用化前景已清晰可見(jiàn)，電池開(kāi)發(fā)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(yīng)更重視低成本化和長(zhǎng)壽命化”（NEC東金營(yíng)銷(xiāo)本部解決方案技術(shù)部部長(zhǎng)堀仁孝）。
電池成本是電動(dòng)汽車(chē)普及的一大障礙。比如，三菱汽車(chē)2009年夏季上市的電動(dòng)汽車(chē)“i-MiEV”的價(jià)格在400萬(wàn)日元左右。車(chē)輛價(jià)格高就是因?yàn)殡姵爻杀靖哌_(dá)200萬(wàn)日元以上。實(shí)際上，利用國(guó)家及地方政府提供的補(bǔ)貼，預(yù)計(jì)只需200萬(wàn)日元即可購(gòu)買(mǎi)。但這意味著沒(méi)有補(bǔ)貼也就不會(huì)形成電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)。
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(shí)現(xiàn)的。實(shí)際上，在鋰離子充電電池實(shí)用化后的約20年里，向高容量材料的過(guò)渡幾乎未取得進(jìn)展，充分說(shuō)明了開(kāi)發(fā)上的難度。
需要龐大開(kāi)發(fā)費(fèi)用的新一代鋰離子充電電池開(kāi)發(fā)呈現(xiàn)出產(chǎn)官學(xué)合作，以舉國(guó)之力展開(kāi)競(jìng)爭(zhēng)的態(tài)勢(shì)。實(shí)際上，美國(guó)、中國(guó)及德國(guó)已開(kāi)始加強(qiáng)對(duì)鋰離子充電電池的政策措施。尤其是美國(guó)，2009年1月就任總統(tǒng)的奧巴馬作為綠色新政（Green New Deal）的一環(huán)，提出了2015年之前導(dǎo)入100萬(wàn)輛插電混合動(dòng)力車(chē)的目標(biāo)等，強(qiáng)化了對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的舉措。
在日本，新能源及產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO）也于2009年3月設(shè)立了蓄電技術(shù)開(kāi)發(fā)室。旨在將NEDO內(nèi)各領(lǐng)域分別推進(jìn)的充電電池技術(shù)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)化。蓄電技術(shù)開(kāi)發(fā)室（NEDO燃料電池及氫技術(shù)開(kāi)發(fā)部蓄電技術(shù)開(kāi)發(fā)室室長(zhǎng)弓取修二）表示，“除了追求鋰離子充電電池極限性能的技術(shù)開(kāi)發(fā)之外，還將推進(jìn)超越鋰離子充電電池的革新性電池系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。并希望形成跨行業(yè)開(kāi)發(fā)電池技術(shù)的聯(lián)盟”。
評(píng)論