TOYOTA
画期的性能を発揮するEV発売か…全固体電池とは？
7月末、トヨタが画期的な性能を発揮するバッテリーを開発し、これを搭載したEV(電気自動車)を2022年頃に発売するという報道があった。そのバッテリーは「全固体電池」というもので、EVの航続距離は2倍に伸び、充電時間は数分になるという。本当であれば、これは自動車という乗り物全体の未来を大きく左右する、きわめて重大なニュースだ。
■液体を使わないから熱に強く、あらゆる性能が劇的に向上！
7月末に報じられたこのニュースは、トヨタから正式に発表されたものではないが、全固体電池の開発に成功したことについては昨年3月、すでに正式発表済みだ。開発はトヨタと東京工業大学の共同で行われ、東京工業大学のサイトにかなり詳しい資料も公開されている。先日の報道も、これを搭載した市販EVの発売についてのことなので、大筋で疑うべきところはないだろう。
さて、全固体電池とはどういったものか。その名の通り、すべてが固体で作られた電池ということになる。逆にいえば、従来の電池はそうではなかったということ。自動車の12Vバッテリーにバッテリー液が入っていることは誰でも知っているが、その他の電池、たとえば乾電池でもボタン電池でも、そして現在のEVの主流であり、スマホなどにも広く採用されているリチウムイオン電池でも液体が使われている。従来の常識では、バッテリーにはどうしても液体が必要なのだ。
しかし、この液体こそが、電池の性能を高める上で足かせになっていた。たとえば電池に充電するとき、大きな電流を流すとバッテリーは発熱する。液体は高温になれば気化が促進され、最終的には沸騰するため、電流を流しすぎれば、最悪の場合はバッテリーが爆発するリスクさえある。そのため、リチウムイオンバッテリーでは大きな電流を流せない。つまり、数分といったレベルの急速充電は絶対に不可能なのだ。
一方、全固体電池は液体がいっさい使われていないため、発熱しても安定しており、安全なだけでなく、非常に高い性能を発揮する。東京工業大学のサイトによれば、リチウムイオン電池よりはるかに高速充電と高出力が可能で、出力特性はリチウムイオン電池の3倍。リチウムイオン電池が苦手とするマイナス30度や100度といった極端な低温・高温でも優れた性能を発揮し、さらに高い耐久性も備えているという。
今回の報道では、現在300～400km程度であるEVの航続距離が2倍になり、充電時間は数分。さらに寿命が非常に長いとされているが、これは控えめでこそあれ、誇張した数値ではないのかもしれない。
なお、こうした特性の中で、寿命が長いというのは容量や充電時間と比べて軽く見られがちだが、じつは非常に大切なこと。というのも、最近になってEVのバッテリーの劣化が改めて問題になっているからだ。
複数のEVが市販されて数年が経過したが、そのオーナーが愛車を手放そうとしたとき、買取り価格があまりにも低いことがネット上で大きな話題になった。購入するときはガソリンエンジン車よりはるかに高価格でありながら、数年後に手放すときの価値はガソリンエンジン車よりはるかに低い。これが本当なら、どんなにエコであっても、EVを購入したいと思う人は少ないだろう。
こうしたことが起きる原因はバッテリーの劣化にある。現在市販されているEVはどれも十分な性能のバッテリーを搭載してはいるが、少しずつその性能は低下していく。それが実用上支障ない程度であったとしても、中古車として販売する場合には大きなマイナスポイントとなり、バッテリーを新品に交換してから販売するか、さもなければとんでもない低価格にしなければ売れない。そのためにEVの買取り価格は低くなってしまうのだ。
一般にEVの弱点は航続距離の短さだとされるが、本当にEVを普及させたいなら、バッテリーの寿命を延ばすことは航続距離の問題と同じくらい重要になる。リセールバリューの低い車は絶対に売れない。しかし全固体電池なら、航続距離と寿命の両方を克服しているのだから、発売されればリセールバリューも十分に高くなるだろう。
■EVがすべてのエコカーを駆逐し、内燃機関さえも駆逐する？
現在、自動車業界はエコカーの覇権争いの真っ只中といえる。EV以外にもHV(ハイブリッド車)、PHV(プラグインハイブリッド車)、FCV(燃料電池自動車)が市場に投入されており、HVの中でも従来のパラレル式に加えてシリーズ式がにわかに注目を集めるなど、群雄割拠の様相を呈している。こうした状況に、全固体電池はどんな影響を与えるか?
HVもPHVもFCVもそれぞれバッテリーを搭載しており、しかもそれがきわめて重要なパーツとなっている。これらのバッテリーを全固体電池に置き換えれば、相当な性能アップが見込めるだろう。その意味では、画期的な性能を実現したバッテリーの登場は、エコカー全体にとって朗報といえるのかもしれない。
しかし、これはやや近視眼的な見方だ。一歩、後ろに下がって全体を見渡せば、むしろ真実は逆かもしれない。そもそもHVもPHVもFCVも、すべては発電機付きのEVと見ることができる。つまり、バッテリーだけでは実用に耐える航続距離を実現できないので、それを補うために内燃機関や燃料電池を搭載しているのだ。ということは、バッテリーだけで十分な航続距離を実現できるのなら、HVもPHVもFCVも根本的に存在意義がなくなることになる。EVで事足りるなら、わざわざ複雑で面倒なシステムを使う必要がないのだ。
劇的に性能アップしたEVによってHV、PHV、FCVが駆逐されるとしたら大事件だが、しかし事はさらに重大かもしれない。ガソリンエンジンやディーゼルエンジンといった内燃機関さえも、EVに駆逐されるかもしれないのだ。
そもそも、人類初の自動車はEVだった。一般に最初の自動車はカール・ベンツが開発した3輪のガソリンエンジン車だとされるが、それよりも先に、EVは市販されているのだ。当時のEVはガソリンエンジン車の性能を上回り、その将来は有望とされていた。
しかし、EVは消え去る。その原因は明確で、バッテリーの性能が低く、十分な航続距離を確保できなかったから。120年も昔から、EVの問題点はとにかくバッテリーだった。バッテリーの性能さえ劇的に向上させることができれば、EVがガソリンエンジンを凌駕することは確実。120年前からそれは当然のことだったし、現在でもそうなのだ。
そして今回、トヨタによってバッテリーの劇的な性能向上が実現。120年ぶりの大逆転。EVが内燃機関さえも、駆逐するかもしれない。ただし、実際にどうなるかは不透明なところ。たとえば2022年頃に発売されるという全固体電池搭載のEVの価格が、もしFCVのようにきわめて高価だったら、当然ながら当面の普及は見込めない。もちろん、それ以外にも思わぬ弱点を抱えている可能性がある。今後、トヨタは全固体電池やそれを搭載したEVについて、段階的に情報を出していくだろう。注目したい。
■News Source （マイナビ）
http://news.mynavi.jp/series/motornews/040/
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획기적 성능을 발휘하는 EV발매나…전고체 전지란?
7월말, 토요타가 획기적인 성능을 발휘하는 배터리를 개발해, 이것을 탑재한 EV(전기 자동차)를 2022년경에 발매한다고 하는 보도가 있었다.그 배터리는 「전고체 전지」라고 하는 것으로, EV의 항속 거리는 2배에 성장해 충전 시간은 몇분이 된다고 한다.사실이면, 이것은 자동차라고 하는 탈 것 전체의 미래를 크게 좌우한다, 극히 중대한 뉴스다.
■액체를 사용하지 않기 때문에 열에 강하고, 모든 성능이 극적으로 향상!
7월말에 보도된 이 뉴스는, 토요타로부터 정식으로 발표된 것은 아니지만, 전고체 전지의 카이하츠에 성공했던 것에 대하고는 작년 3월, 벌써 정식 발표가 끝난 상태다.개발은 토요타와 토쿄 공업대학이 공동으로 실시해져 토쿄 공업대학의 사이트에 꽤 자세한 자료도 공개되고 있다.요전날의 보도도, 이것을 탑재한 시판 EV의 발매에 대한 일이므로, 대략으로 의심해야 할 것을은 없을 것이다.
그런데, 전고체 전지와는 어떤 것인가.그 이름과 같이, 모든 것이 고체로 만들어진 전지라는 것이 된다.반대로 말하면, 종래의 전지는 그렇지 않았다고 하는 것.자동차의 12 V배터리에 배터리액이 들어가 있는 것은 누구라도 알고 있지만, 그 외의 전지, 예를 들어 건전지에서도 버튼 전지에서도, 그리고 현재의 EV의 주류이며, 스마호 등에도 넓게 채용되고 있는 리튬 이온 배터리로도 액체가 사용되고 있다.종래의 상식에서는, 배터리에는 아무래도 액체가 필요하다.
그러나, 이 액체가, 전지의 성능을 높이는데 있어서 족쇄가 되어 있었다.예를 들어 전지에 충전할 때, 큰 전류를 흘리면 배터리는 발열하는 .액체는 고온이 되면 기화가 촉진되어 최종적으로는 비등하기 위해(때문에), 전류를 너무 흘리면 , 최악의 경우는 배터리가 폭발하는 리스크마저 있다.그 때문에, 리튬 이온 밧데리-에서는 큰 전류를 흘릴 수 없다.즉, 몇분이라고 하는 레벨의 급속 충전은 반드시 불가능하다.
한편, 전고체 전지는 액체가 일체 사용되지 않기 때문에, 발열해도 안정되어 있어 안전할 뿐만 아니라, 매우 높은 성능을 발휘한다.토쿄 공업대학의 사이트에 의하면, 리튬 이온 배터리보다 아득하게 고속 충전과 고출력이 가능하고, 출력 특성은 리튬 이온 배터리의 3배.리튬 이온 배터리가 골칫거리로 하는 마이너스 30도나 100도라고 한 극단적인 저온·고온에서도 뛰어난 성능을 발휘해, 한층 더 높은 내구성도 갖추고 있다고 한다.
이번 보도에서는, 현재 300~400 km정도인 EV의 항속 거리가 2배가 되어, 충전 시간은 몇분.한층 더 수명이 매우 길다고 여겨지고 있지만, 이것은 소극적이고는 있어, 과장한 수치는 아닌 것인지도 모른다.
덧붙여 이러한 특성 중(안)에서, 수명이 길다고 하는 것은 용량이나 충전 시간과 비교해서 가볍게 취급당하기 쉽상이지만, 실은 매우 중요한 일.그렇다고 하는 것도, 최근이 되어 EV의 배터리의 열화가 재차 문제가 되어 있기 때문에 (이)다.
복수의 EV가 시판되어 수년이 경과했지만, 그 오너가 애차를 손놓으려고 했을 때, 매입 가격이 너무 낮은 것이 넷상에서 큰 화제가 되었다.구입할 때는 가솔린엔진차보다 아득하게 고가격이면서, 수년후에 손놓을 때의 가치는 가솔린엔진차보다 훨씬 낮다.이것이 사실이라면, 아무리 에코여도, EV를 구입하고 싶은 사람은 적을 것이다.
이러한 일이 일어나는 원인은 배터리의 열화에 있다.현재 시판되고 있는 EV는 모두 충분한 성능의 배터리를 탑재하고는 있지만, 조금씩 그 성능은 저하되어 간다.그것이 실용상 지장 없는 정도이었다고 해도, 중고차로서 판매하는 경우에는 큰 마이너스 포인트가 되어, 배터리를 신품으로 교환하고 나서 판매하는지, 아주 없어야 한다고 그리고도 없는 저가격으로 하지 않으면 팔리지 않는다.그 때문에(위해) EV의 매입 가격은 낮아져 버린다.
일반적으로 EV의 약점은 항속 거리의 짧음이라고 되지만, 정말로 EV를 보급시키고 싶으면, 배터리의 수명을 늘리는 것은 항속 거리의 문제와 같은 정도 중요하게 된다.리세일 밸류의 낮은 차는 절대로 팔리지 않는다.그러나 전고체 전지라면, 항속 거리와 수명의 양쪽 모두를 극복하고 있는 것 그러니까, 발매되면 리세일 밸류도 충분히 높아질 것이다.
■EV가 모든 에코카를 구축해, 내연기관마저도 구축해?
현재, 자동차 업계는 에코카의 패권 싸움의 한가운데라고 할 수 있다.EV 이외에도 HV(하이브리드 차), PHV(플러그 인 하이브리드 차), FCV(연료 전지 자동차)가 시장에 투입되고 있어 HV 중(안)에서도 종래의 패러렐식에 가세해 시리즈식이 갑자기 주목을 끄는 등, 군웅할거의 님 상을 나타내고 있다.이러한 상황에, 전고체 전지는 어떤 영향을 줄까?
HV도 PHV도 FCV도 각각 배터리를 탑재하고 있어, 게다가 그것이 극히 중요한 파트가 되고 있다.이러한 배터리를 전고체 전지에 옮겨놓으면, 상당한 성능 업을 전망할 수 있을 것이다.그 의미에서는, 획기적인 성능을 실현한 배터리의 등장은, 에코카 전체에 있어서 희소식이라고 할 수 있을지도 모른다.
그러나, 이것은 약간 근시안적인 견해다.한 걸음, 뒤로 내리고 전체를 바라보면, 오히려 진실은 역일지도 모른다.원래 HV도 PHV도 FCV도, 모든 것은 발전기 부착의 EV라고 볼 수 있다.즉, 배터리만으로는 실용에 참는 항속 거리를 실현할 수 없기 때문에, 그것을 보충하기 위해서 내연기관이나 연료 전지를 탑재하고 있다.그 말은, 배터리만 그리고 충분한 항속 거리를 실현할 수 있다면, HV도 PHV도 FCV도 근본적으로 존재 의의가 없어지게 된다.EV로 충분한다면, 일부러 복잡하고 귀찮은 시스템을 사용할 필요가 없는 것이다.
극적으로 성능 올라간 EV에 의해서 HV, PHV, FCV가 구축된다고 하면 대사건이지만, 그러나 일은 한층 더 중대할지도 모른다.가솔린엔진이나 디젤 엔진이라고 하는 내연기관마저도, EV에 구축될지도 모르는 것이다.
원래, 인류 첫 자동차는 EV였다.일반적으로 최초의 자동차는 컬·벤츠가 개발한 3륜의 가솔린엔진차라고 되지만, 그것보다 먼저, EV는 시판되고 있다.당시의 EV는 가솔린엔진차의 성능을 웃돌아, 그 장래는 유망으로 되어 있었다.
그러나, EV는 사라진다.그 원인은 명확하고, 배터리의 성능이 낮고, 충분한 항속 거리를 확보할 수 없었으니까.120년도 옛부터, EV의 문제점은 어쨌든 배터리였다.배터리의 성능마저 극적으로 향상시킬 수 있으면, EV가 가솔린엔진을 능가하는 것은 확실.120년 전부터 그것은 당연한 일이었고, 현재에도 그렇다.
그리고 이번, 토요타에 의해서 배터리의 극적인 성능 향상이 실현.120년만의 대역전.EV가 안연기관마저도, 구축할지도 모른다.다만, 실제로 어떻게 될까는 불투명한 곳.예를 들어 2022년경에 발매된다고 하는 전고체 전지 탑재의 EV의 가격이, 만약 FCV와 같이 극히 고가이면, 당연히 당면의 보급은 전망할 수 없다.물론, 그 이외에도 생각하지 않는 약점을 안고 있을 가능성이 있다.향후, 토요타는 전고체 전지나 그것을 탑재한 EV에 대해서, 단계적으로 정보를 내 갈 것이다.주목하고 싶다.
■News Source (마이 네비)
http://news.mynavi.jp/series/motornews/040/