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額も大きな伸びを示しています

新型電池の構成と性能の概要を、が、将来、産業用にも実用に供さ在来型の鉛電池及びニッケル−カ1990年代の初頭に、我が国ではれていくことが期待されます。以ドミウム電池との比較のもとに示じめてニッケル−水素電池とリチ下、これら二大新型二次電池をはします。表―１から、バナジウムウムイオン電池の二大新型二次電じめとする新しい電池の概要と産系レドックスフロー電池を除け池が相次いで実用化されました。

業用への適用の可能性について簡ば、新型電池はすべてエネルギー

これらは電池の技術史の中でも燦単に解説することにします。

密度が極めて高いことが理解され

１. まえがき然と輝く画期的な事件といえまます。これらの電池の中で、ニッしょう。これらの電池は、今のと２. 新型電池の種類と用途

ころ、主として小型携帯エレクト

ケル−水素電池とリチウムイオン
電池は、既に小型エレクトロニク

ロニクス機器用に用いられ、生産まず、表―１に産業用に有望なス機器用には盛んに用いられてい基礎講座

表―１ 各種二次電池の構成と性能
電池の種類

正極

負極

電解質

でなく、充放電サイクル寿命が極
エネルギー
電圧(V) 密度（Wh/kg）

ニッケル―水素電池

オ キ シ 水 酸 化 水素吸蔵合金
ニッケル

水酸化カリウ
ム水溶液

1.2

50〜75

リチウムイオン電池

コバルト酸リ
黒鉛、カーボンチウム等

有機電解液

3.6

90〜150ナトリウム―
硫黄電池

硫黄

ベータアルミナ

1.8

100

バナジウム系レドッ
クスフロー電池

バナジウム
バナジウム
硫酸水溶液
(V5+)
(V2+)

1.4

17

業が開発したニッケル−水素電池

鉛

二酸化鉛

硫酸水溶液

2.0

20〜40

（240セル構成、95Ah-288V、水酸化カリウ
ム水溶液

1.2

40〜60

電池

ニッケル-カド
ミウム電池

ナトリウム

鉛

オキシ水酸化カドミウム
ニッケル

るとともに、電気自動車用にも本かも安全性にすぐれているところから、最近は小型電池のみならず、電気自動車用にも使われはじ

３. ニッケル−水素電池

めています。トヨタは松下電池工63Wh/kg）を搭載した本格的な電気自動車、RAV４-EVの製造・販売を開始しました。車の一充電走
行距離は200kmと報告されていま格的な実用化に向けての具体的な14めて長く（1000サイクル）、し動きが進行しています。また、情ニッケル−水素電池の特徴は負す。一方、日本電池は写真―１に報・通信分野では、新しい方式の極に水素吸蔵合金といって、その示すような円筒型のニッケル−水システムの構築が検討されている合金の体積の1000倍もの体積の素電池を開発しました。この他、ことに伴って、電池にも一層の小水素を吸うことのできる機能性材

エンジン−電池ハイブリッド車

型・軽量化が要求される機運にあ料が用いられ、その水素が電池反り、これらの高エネルギー密度を応に与るという点にあります。代示す新型電池の導入の可能性が高表的な合金は、希土類元素の混合まっています。その他の電池は、物、ニッケル、コバルト、マンガ

主として電力のいわゆるピークン及びアルミニウムから構成されカットを目的とした電力貯蔵用にています。この電池は、上述のよ開発が進められています。

うにエネルギー密度が高いばかり

Kensetsu Denki Gijyutsu Vol.121 1998.
1998. 33

写真―１ 電気自動車用ニッケル-水素電池（日本電池、100Ａｈ−10セルモジュール）基礎講座（HEV）用にもニッケル−水素電

表―２ 通産省大型プロジェクト「分散型電池電力貯蔵技術開発」におけるリチウム二次電池の開発性能目標
移動体用池（例えば、6.5Ah-288V）が採置型用されています。一般にこの電池電池はその材料費が高価（鉛電池の約重量エネルギー密度, Wh/kg

150120体積エネルギー密度, Wh/l

300240

出力密度, W/kg

400−

サイクル寿命, サイクル

10003500

エネルギー変換効率, %859014倍）なために、電気自動車用電池として、真に市民権を獲得するか否かはまだ予断を許さないとこ

3kWh級

定

2kWh級

ろがあります。しかし、少なくとも小型・大型ともども技術的には成います。ナトリウム−硫黄電池

熟してきているだけに、産業用にもは、ベータアルミナというナトリその実用化が期待されています。

ウムイオン導電性のセラミックスを固体電解質とする電池で、約350℃の高温で作動します。この４. リチウムイオン電池

電池は、材料費が安価で、充放電効率（DC/DC）が約92%と、高いリチウムイオン電池は、電解液として在来型電池の場合（水溶液）と異なってリチウム塩の有機写真―２ 電気自動車用長円筒型リチウムイオン電池（日本電池、マンガン系、35Ah）

ところから電力貯蔵用に適し、現在東京電力−日本ガイシ、中部電溶媒溶液を用い、充放電時にリチが進められ、例えば日産−ソニー

力−日本ガイシグループ等によっウムがイオンの形で電解液を介しグループは、110Wh/kgの単電池て、100〜数1000kW規模の実証試て正極と負極の間を往復するとい（コバルト酸リチウム−カーボン験が実施されています。これに対う大変興味深い電池です。この電系）エネルギー密度、約200kmのして、鹿島北共同発電（株）に池はニッケル− 水素電池の約２一充電走行距離という成果を発表

よって、バナジウムを溶解させた倍のエネルギー密度を発揮します

しています。また、日本電池は、電解液を循環しつつ、バナジウムが、これはリチウムというすべて

写真―２に示すような長円筒型電の酸化還元反応を利用するバナジの金属の中で最も軽い金属を電極池（マンガン系、3 5 A h , 9 0 W h /ウム系レドックスフロー電池

材料成分として用いていることとkg）を開発しました。

（200kW規模）が開発されていま電池電圧が圧倒的に高いことによ

一方、通産省の大型プロジェクすが、この電池はその充放電効率ります。正極材料としては、現在

ト「分散型電池電力貯蔵技術開が若干低くても（84%）、20万円/のところコバルト酸リチウムが主発」の一環として表―２に示すよ

kWという現実的な予想コストの故流ですが、より安価なニッケル系うな目標を掲げて、電力貯蔵用及に、実用化が期待されています。

あるいはマンガン系材料の検討もび電気自動車用のリチウム二次電盛んに進められています。負極材池の開発が複数の企業の参画のも料についても、今のカーボン材料とに推進されています。このプロよりも大きな容量を有する金属のジェクトの成果が大いに期待され酸化物あるいは窒化物の研究がなるところです。

紙数の制約から、果たして充分読者のご理解が得られるまでの解説たりえているかどうか、はなはされています。さらには、電解質もポリマー電解質が新たに登場し６. あとがき

５. その他の電池だ心許ないところがありますが、ともかくも最新の新型電池の動向ようとしています。
この電池は、小型機器用には、電力貯蔵用電池として、上述のをご紹介しました。何らかのご参ニッケル−水素電池をかなり凌駕リチウム電池のほかには、ナトリ考になれば、幸甚です。

するまでににその生産額が伸びてウム−硫黄及びバナジウム系レいますが、電気自動車用にも開発ドックスフロー電池が注目されてKensetsu Denki Gijyutsu Vol.121 1998. 315