第1章 正・負極材の基礎特性、電池への適応と研究開発の経緯
(リチウムイオン電池の現状と性能向上)
正・負極材の物理・化学の変遷と電極板とセル製造への諸問題を扱う。最近、正負極材は充放電特性の向上のみならす、合成方法の変化に伴って粒子形態(モルフォロジ-)が変わって来ている。この問題を解決しないと、ラボで優秀な特性の正負極材も実用にはならない。またリチウムイオン電池(セル)の電気化学や理論容量も説明に加えた。
1.1 リチウムイオン電池の基本3特性(エネルギー、パワーとサイクル)
1-1 リチウムイオン電池における正極と負極、主役と脇役
1-2 正極材の容量とセルの比容量モデル
1-3 エネルギー、パワーと正極材の容量(1)
1-4 エネルギー、パワーと正極材の容量(2)
1-5 エネルギー、パワーと正極材の容量(3)
1-6 サイクル特性と温度、改良sp-LMO 正極系の例
1-7 開発段階のサイクルデータ(コイン型ハーフセル)
1.2 正極材の特性と選択(1)単元系、多元系
1-8 各種製品正極材の放電容量(1)
1-9 各種製品正極材の放電容量(2)
1-10 20Ahセルにおける単元系正極材の比較(1)
1-11 20Ahセルにおける単元系正極材の比較(2)
1-12 単元系正極剤の特性(1)～2010完成
1-13 正極剤の特性(2)、2017二次電池展
1-14 正極剤の理論容量と実用容量
1-15 汎用正極活物質の純・理論値(1 単元系)
1-16 正極活物質の純・理論値(2 多元系)グラフ
1-17 多元系正極剤2000年代Whデータ(1)
1-18 多元系正極剤2000年代Whデータ(2)実験と理論比較
1-19 NMC正極材の位置付(1)開始段階
1-20 NMC正極材の位置付(2)、AhとWh
1.3 正極材の特性と選択(2)研究から実用へのシミュレーション
1-21 正極材の容量と放電電圧アップのスキーム 次次世代スキーム
1-22 髙容量正極剤の探索と評価の過程(解説)
1-23 正極剤(実用と開発系)の理論容量と実用容量
1-24 ポリアニオン系正極剤の特性と比較 2015研究、56th電池討論会
1-25 Li>1.2 リチウム過剰系 単元、二、三元系
1-26 正極材の化学組成(58th 電池討論会)
1-27 ラボデータからシミュレーション(1)Li1.3Ni0.4Mn0.6O2 Air
1-28 ラボデータからシミュレーション(2)Li1.3Ni0.4Mn0.6O2 N2
1-29 ラボデータからシミュレーション(3)硫黄系正極の放電
1-30 実用電池へのシミュレーション(結果)58th電池討論会 正極データまとめ
1-31 使えない正極剤
1-32 新規正極剤(材)の研究から実用化まで
1.4 多元系正極材の化学組成(湿式合成とモルフォロジ-)
1-33 正極活物質の化学組成の変化
1-34 ゾル-ゲル法+噴霧熱分解法の合成
1-35 正極、負極材の化学組成と放電容量
1-36 噴霧造粒・焼成系の正極活物質と同電極板
1-37 LNMO 5V系正極の放電特性(模式図)
1-38 NMC三元系正極材のモルフォロジー
1-39 LNMO三元系電極の表面状態
1-40 NMC系正極材の化学データ(2012)
1-41 正極材(工業製品)の粒径と比表面積
1-42 NCA正極材190mAh/g製品の改良事例
1-43 NMC三元系正極材の粒子と電極板
1-44 VGCF(気相成長炭素繊維)の分散
1.5 新規負極材の特性と選択(セルの基盤としての役割)
1-45 負極材の理論容量とセルの端子電圧
1-46 炭素系負極の模式図
1-47 炭素系負極のモルフォロジーと比重
1-48 炭素系負極の不(非)可逆容量(1)
1-49 実用炭素系負極の放電と不可逆容量 2017 二次電池展各社発表
1-50 負極炭素系の不可逆容量と比表面積
1-51 100Whセル(正極+負極)重量 正負1:1単純モデル試算
1.6 電極板の製造における正極材の課題(アルカリ性と塗工への適合)
1-52 髙容量系正極材の特性(定性1)
1-53 正極材の製品(納入)仕様書例 理化学値
1-54 塗工スラリーの粘度と固形分モデル
1-55 電極板の塗工>乾燥の効率モデル
1.7 正極材の実用電池としての課題(材料コストと用途分野)
1-56 正極材、単価と性能(硫黄系を含む概念図)
1-57 正極材のコスト試算(A、理論容量ベース)
1-58 正極材のコスト試算、5V系と硫黄系(B.Ah)
1-59 正極材のコスト試算、5V系と硫黄系(C.Ah,Wh)
1.8 (参考)正極材のファラディー則と拡大
1-60 多元系正極剤2000年代初期のデータ
1-61 比喩(1)電池の中味電子・電圧と容器正極材
1-62 比喩(2)電池の中味up 電子と容器down 正極材
1-63 汎用正極活物質の純・理論値(1 単,多元系)グラフ
1-64 正極活物質の純・理論値(2 多元系)
1-65 正極の電気化学的な原理・作用機序
1.9 (参考)NMC正極材の特許問題
1-66 BASF社の特許出願
1-67 NMCの特許問題(1)
1-68 NMCの特許問題(2)
1-69 NMCの特許問題(3)
1-70 NMCの特許問題(4)
1-71 NMCの特許問題(5)
1-72 NMCの特許問題(6)
第2章 正・負極材の開発と諸問題(1)元素資源のルートと確保
元素資源(Co、Ni、Li)と正負極材の技術事項と共に、世界的な資源確保や市場の競争状態を数字で一覧できる様にまとめた。“元素資源”のメインは稀少元素のCoと資源が限定されているLiである。金属精錬と金属地金の相場と、正極材の化学原料としての前駆体、Co硫酸塩とNi硫酸塩では、量的スケールや化学純度が大きく異なる。これらを踏まえて元素資源の所要量をEV(万台)、電池(GWh)との対比で試算した。EV生産が大きくなると、生産全体の時間的な、空間的な整合性が懸念される。ここではEV100万台から1000万台のモデルに考察した。
2.1 既存単元系とNMC 等の二元、三元系正極材の現状比較
2-1 正極材の遷移元素
2-2 単元 LFP LiFePO4
2-3 単元 LCO LiCoO2
2-4 単元 LNO LiNiO2
2-5 単元 LMO LiMn2O4
2-6 比較 NMC Li(Ni1/3Mn1/3Co1/3)O2
2-7 比較 NCA LiNi0.8Co0.15Al0.05O2
2-8 汎用正極材のWh 理論容量とリチウム当量
2-9 LCO単元系正極材のリチウム当量、理論と実用(1)
2-10 LCO単元系正極材のコバルト当量、理論と実用(2)
2-11 NMC三元系正極材のリチウム当量、理論と実用(3)
2-12 NMC三元系正極材のコバルト当量、理論と実用(4)
2-13 Li、Co 当量(g/Ah)まとめ(1)
2-14 Li、Co 当量(g/Ah)まとめ(2)
2.2 NMC 三元系正極材におけるコバルトとニッケルの組成
2-15 NCA二元系の組成とmAh/g容量(グラフ)
2-16 NCA二元系の組成とmAh/g容量(データ)
2-17 ニッケル、コバルト系正極材の元素組成グラフ
2-18 ニッケル、コバルト系正極材の元素組成 数値
2.3 元素資源 鉱産、化学合成とコスト
2-19 正極材のコスト構成(製造原価、販売単価)
2-20 NMC 三元、NCA 元二正極材の合成方法と素原料コスト
2-21 正極材の素原料Co Ni、鉱石>精錬>・・>合成
2-22 金属(地金)のロンドン市場価格と変化
2-23 NMC 三元の素原料(炭酸塩)コストの算定基礎
2-24 NMC 三正極材の素原料コストパターン (グラフ1)
2-25 NMC三元の素原料コストパターン (グラフ2)
2-26 NMC三正極材コスト試算、素材コスト積算 2016-2018
2-27 単元系正極材コスト比較、素材コスト積算 2017
2.4 EV台数と元素資源の所要量
2-28 元素資源千トン
C.EV 万台(1)全体図 A
2-29 GWhあたりLi とCo の所要量(実際値)
2.5 各種負極材の性能と展開(炭素、チタン系とシリコン系)
2-30 炭素系負極の模式図
2-31 髙容量負極材の化学式と理論容量
2-32 負極材の理論容量(1)mAh/g、mAh/cm3
2-33 負極材の理論容量(2)mAh/g、mAh/(cm3空隙率35%)
2-34 髙容量負極材(事例1)SiO/炭素複合負極(ULSiON)
2-35 髙容量負極材(事例2)金属シリコン
2.6 元素資源>前駆体>正極材>電池>EV 時・空間のミスマッチ
2-36 A.元素資源千トンC.EV 万台(1)全体図 B
2-37 元素資源千トン<電池GWh>EV 万台(2)拡大図
2-38 多様性(1)元素資源(活物質)から正負極材まで
2-39 多様性(2)電池(セル、パックとシステム)からEVまで
2-40 EV、電池と素原料その合理性はどちらも正しい
2.7 (計算表)正極材のCo、Li当量の計算過程と数値表
2-41 汎用正極材のWh理論容量とリチウム当量
2-42 正極材の理論容量(Faraday則1)
2-43 正極材の理論容量(Faraday則2)とパラメーター
2-44 計算の課程1、FaradayとCoulomb
2-45 計算の課程2、正極と負極材の理論容量
2.8(計算表)元素資源のコスト試算過程表
2-46 NMC 二、三の素原料(炭酸塩)コスト、算定基礎
2-47 NMC 三元系正極材の素原料コストパターン(計算1)
2-48 NMC 三の素原料コストパターン(計算3(A))
2-49 NMC 三の素原料コストパターン(計算4(B))
2-50 NMC 三元正極材コスト試算、素材コスト積算 2016-2018
第3章 正・負極材の開発と諸問題(2)実生産の規模と計画
リチウムイオン電池(セル)の創生以来、正極材の容量性能アップとコストダウンは常に開発のターゲットであった。小型の民生用途はコバルト酸リチウムLCOも可能であるが、EV用途は過酷な使用環境、安全性、コストの面から、LCOに替わる正極材が求められている。
NMCxyz三元系でコバルト比率を下げてどこまで容量とサイクル特性を維持できるかは、資源確保と国家間の競合まで巻き込んだ状況である。中韓欧日の多くのメーカーが正負極材の生産計画をアナウンスしているが、ここでは公表数字を一覧し、各社の計画を時系列で示し今後の動向を考察する。
3.1 正極材の参入企業、生産規模と今後の計画(日米欧、中国韓国ほか)
3-1 正極材の参入企業、増産計画その他
3-2 正極材の工場立地と生産計画(1)2016～2020
3-3 自動車触媒*大手メーカー、UMICORE J Matthey
3-4 正極材の工場立地と生産計画(2)2016～2020
3.2 正極用コバルト前駆体の生産計画と国際的な企業連携
3-5 ニッケル、コバルト系正極剤の前駆体所要量 グラフ
3-6 ニッケル、コバルト系正極剤の前駆体所要量 数値データ
3-7 Ni、Co系正極材の前駆体製造能力(トン/年)
3.3 正極材の選択 600Wh/kgの壁
3-8 EV用LNOおよびNMCxyzの相対コストJM社
3-9 正極材の容量AhとWh、LCOを例として
3-10 正極材の容量AhとWh、NMCを例として
3-11 正極材の容量AhとWh、LNOを例として
3.4 負極材の原料事情と生産上の制約
3-12 二次電池展TOKYO、炭素系負極
3-13 負極材の参入企業、増設計画その他
3-14 負極材の原料、製造と業界
3-15 製鉄化学系の負極材(等方性)
3.5 正・負極材の市場参入と生産基盤
3-16 リチウムイオン電池材料の市場参入
3-17 電池材料別の諸事情、生産基盤と採算(1)
3-18 電池材料別の諸事情、生産基盤と採算(2)
3-19 電池材料の市場、拡大と新規参入
3-20 リチウムイオン電池材料の市場参入
第4章 電池(セル、パック)の生産と諸問題(1)生産状況と動向
EVの生産台数に応じた、リチウムイオン電池(セル、パック)の生産ができるのか。公的統計が整備されている日本以外は、正確な数字情報の把握は極めて難しい。GWh単位の数値を時系列で国や企業別に整理して、正極材とEVの間をつなぐ電池の問題を考察した。
特に中国の生産状況と、米国のTESLAモーター社への供給状況は、虚実・混沌とした感もあり、技術やコストの議論以前の問題が多い。一方の欧州有力自動車メーカーの電池調達の動向も、前進と後退が合い混じったアクションがみられ、そこに韓国のメーカーが入り込む構図になっている。
4.1 2017-2018 世界のEV台数基礎データ
4-1 EVとPHVの世界販売台数、車種別
4-2 EVとPHVの世界販売台数、車種別グラフ
4-3 EVとPHVの世界販売台数、車種別数値
4-4 中国の新エネ車(EV)実績と計画
4.2 EV台数と電池の総生産GWhの相間モデル
4-5 EV、PHVの生産台数と電池総量GWh(1)
4-6 EV、PHVの生産台数と電池総量GWh(2)
4-7 EV、PHVの生産台数と電池総量GWh
4.3 EV用電池(セル)の生産状況と計画(1)世界と日本のメーカー
4-8 車載用リチウムイオン電池(1)2017 出荷GWh
4-9 車載用リチウムイオン電池 2017 出荷
4-10 経済産業省統計、車載用リチウムイオン電池 平成29年
4-11 車載用リチウムイオン電池(2)2017 出荷GWh
4-12 車載用リチウムイオン電池生産、日本企業
4-13 角槽(函体収納)型リチウムイオン電池
4-14 円筒型 TESLA、Panasonic
4-15 東芝SCiB セル角槽型(左)、ENAX㈱ラミネート2015
4.4 EV用電池(セル)の生産状況と計画(2)中国と韓国メーカー
4-16 中国政府認定のエコカー用電池製造企業
4-17 車載用電池生産、中国と海外企業
4.5 電池の調達からEV生産までの流れ
4-18 電池(セル、パックとシステム)からEVまでの多様性
4-19 EV、PHVとHV生産、電池の調達と関連事項
4-20 EV、PHVとHV生産、電池の調達と流れ
4-21 EV用リチウムイオン電池の外形・形状
4-22 NISSANN/EVLEAF ラミネート型 自然冷却
4-23 函体収納セル、空冷TOYOTA PHV
4-24 BYD e6 ラミネートセル
4-25 TESLA Model-S 円筒セル、水冷
4-26 BMW i3 2016/09
4.6 中国市場における電池の諸問題と各国のアクション
4-27 中国(国内立地大手)リチウムイオン電池生産能力
4-28 中国立地(大手)EV用電池生産能力発表(2)
4-29 Panasonic 社の中国(大連)工場
4.7 車載用リチウムイオン電池(セル)のマップ ～2018年
4-30 車載用リチウムイオン電池(セル)のマップ ～2018
4-31 全体表 Z EV用電池製造 時系列ソート
4-32 全体表 Z EV用電池製造 国別ソート
4.8 第4章の参考データ(1)～(5) 日本の電池統計資料
4-33 (参考1)リチウムイオン電池国内総生産、電池工業会BAJ
4-34 (参考2)日本のリチウムイオン電池、生産と輸出・入
4-35 (参考3)リチウムイオン電池の統計値(データ)
4-36 (参考4)リチウムイオン電池の統計値(データ)
4-37 (参考5)リチウムイオン電池(セル)、輸出・入パターン
4-38 (参考6)ガソリン車>EV>FCV
4-39 (参考7)電動系自動車の蓄/発電容量と走行距離
第5章 電池(セル、パック)の生産と諸問題(2)コストダウン
EV普及の最大のネックは電池のコストであるこ。最近、元素資源のCoのコストがクローズアップされているのは。LFPやLMOではEVの走行距離～600kmが確保できないことが共通認識となり、Coを含むNMC多元系正極材のコストダウンが、強く求められている。コスト問題は原料だけではなく、他の部材や製造工程費、工場の稼働率、不良品率など、多くの課題を抱えたままである。総合的なコストダウン=合理性の追求のポイントを考察した。
5.1 電池(セル)のコスト解析と原材料、部材
5-1 EV用電池生産計画(新聞情報)(1 データ)2016-2018
5-2 EV用電池生産計画(新聞情報)(2 グラフ)2016-2018
5-3 EV、HEV用の電池工場試算(日本 2010年～)
5-4 EV用セルのコスト計算の手順(1)原材料
5-5 量産セルのコスト計算の手順(2)製造コスト
5-6 標準セルの重量と体積構成(モデル)
5-7 セル設計と原材料のコスト事例
5-8 正極材のコスト試算(A)理論容量ベース
5-9 リチウムイオン電池 材料>製造>運用
5-10 電極板製造の集約化
5.2 IEA EV2018 による電池コスト解析
5-11 IEA global_EV_outlook_2018
5-12 用途別電池の価格推定、IEA2018
5-13 Battery Cost IEA 2018EV USD
5-14 Battery Cost IEA 2018EV JPY
5.3 コストダウンへの障害となる要因、原材料と工程
5-15 リチウムイオン電池の製造全工程
5-16 全工程の原料、部材と工程のステップ
5-17 製造設備と工程費(大型セルの製造)
5-18 電池の製造工程と水分レベル(1)現工程
5-19 電池の製造工程と水分レベル(2)全固体電池
5-20 全固体セルvs.液電解質セル(2)コスト試算グラフ
5.4 EV用電池の生産と市場金額のマグニチュード試算
5-21 EV生産、電池総量とコスト MWh/年
5-22 EV年間生産台数と電池総量GWh/年(対数グラフ)
5-23 EV電池のコストパラメーターと総量試算グラフ
5.5 関連事項(試算の仮定、過程と単位換算)
5-24 リチウムイオン電池(セル)関係の単位換算
5-25 EV年間生産台数と電池総量(試算データ)
5-26 EV電池の年間総コスト(試算データ)
第6章 EVとPHV、2017年生産実績～2030年の予測
ZEV=EVとPHVの実績は100万台/年のオーダに達しているが、IEAのGlobalEVstockが環境改善の有効性を予測している台数とは桁違いの乖離ある。ZEVあるいはNEV(中国)の目的は地域の大気環境の改善にある。EVは手段であって目的では無いが、それが逆転して捉えられ、メーカー間あるいは国家間の競争になっている。日本の自動車メーカーは、EVとPHVでも着実な実績を背景に、技術的なポテンシャルを活かすチャンスを狙っている。トヨタ自動車の動向が鍵であり、この間の情報も整理して紹介した。
6.1 生産台数の実績、日、米、欧と中国
6-1 2018上期EV+PHV販売台数(世界、車種毎)
6-2 EV+PHV 2014～2020 実績と推定
6-3 世界(EV+PHV)2014～2020 実績と推定
6-4 中国の新エネ車(NEV)実績と計画
6-5 中国EV展開、時系列で見ると
6-6 中国のEV関係汽車製造企業2018
6.2 IEA予測 Globa EVstock by scenario, 2017-2030
6-7 (引用)Figure 6.1?Global EVstock by scenario, 2017～2030
6-8 IEA2018EV引用、EVとPHVの予測(1)
6-9.IEA2018EV引用、EVとPHVの予測(1)グラフ
6-10 IEA2018EV引用、EVとPHVの予測(2)
6-11 IEA2018EV引用、EVとPHVの予測(2)データ
6.3 欧州自動車メーカーの選択と集中、対中国戦略
6.4 北米の実績と展開、BIG4 とTESLA
6-12 米国におけるリチウムイオン電池開発プロジェクト
6-13 USABC 米国の電動車両用電池研究開発
6-14 米カリフォルニア州における販売台数
6-15 メーカー国別(EV+PHV)世界販売 2018上期
6-16 メーカー国別EV+PHV世界販売 2018上期
6.5 トヨタ自動車のEV戦略、A to Z(2050年)
6-17 トヨタ自動車の電動車両に関するアクション
6-18 (参考)トヨタ自動車 環境車戦略 ～電動化～
第7章 EV、PHVとエネルギー諸問題の整合性
ガソリン車の石油エネルギー体系から、EVの発電電力への移行は、環境問題の改善への期待があるが、一方で、道路インフラまで含む合理性と経済性との整合性が課題である。地球温暖化とCO2抑制が、タテマエとホンネで先が見えないことと軌を一にするとも見える。この矛盾をEVの機電(メカトロ)システムで、クリアすること、我が国の得意とする技術分野であり、その一端を紹介した。
二次電池そのもののパラダイムシフトも、特に日本が先導する全固体電池の可能性で期待されているので、その概要を紹介した。
7.1 電動自動車の機・電システムの構成の概要
7-1 駆動構成EV、EV’、PHVとHV
7-2 電池を中心とするEV(PHV)の電力モデル
7-3 EVの二次電池、エネルギーロスと回生
7.2 EV、PHVの走行性能(1)交・直電力消費率“電費”
7-4 EV、PHVの電池容量と走行距離(1.グラフ)2017-2018
7-5 EV、PHVの電池容量と走行距離(2.グラフ)2017-2018
7-6 EV、PHVの電池容量と走行距離(データ)2017-2018
7-7 EV、PHV、FCVとHVの走行距離 2017(グラフ1)
7-8 EV800km走行の選択肢vs.FCV
7-9 EV、PHVの電力消費率(グラフ)
7-10 EVとPHVの電力消費率(データ)
7-11 電力消費率、交流蓄電と直流放電(市販車2016～2018)
7-12 EV、PHVの車輌総重量と走行性能
7-13 回生充電モデルとセルの内部抵抗
7-14 HVにおける回生とキャパシタの効果
7-15 7.2のまとめ エネルギー(回生)パワー
7.3 EV、PHVの走行性能(2)環境性能“燃費”と回生機能
7-16 EV、PHV他のCO2発生ポジション
7-17 PHVの走行データ(1.グラフ)2016-2017
7-18 PHVの走行データ(2.データ)
7-19 (総合)環境性能と蓄/発電容量
7-20 PHVの環境性能g-CO2/km(グラフ)
7-21 PHVの環境性能(データ)
7-22 PHVの環境性能g-CO2/km(データ)
7-23 小型HVの燃費とCO2排出(グラフ)
7-24 小型HVの燃費とCO2排出(データ)
7.4 搭載電池システムの容量、電圧と電流
7-25 セル(単電池)からモジュール、システム(組電池)へ
7-26 セル(単電池)からシステム(組電池)の事例
7-27 EV、PHVの搭載電池、容量と電圧
7-28 EVリチウムイオン電池の主要諸元(1)
7-29 EVリチウムイオン電池の主要諸元(2)
7-30 エネルギー特性の低下、パワー特性の低下
7-31 電極とセルの変化(劣化)模式図
7-32 高電圧対応 UNECE WP29
7-33 低電圧蓄電デバイスによるEVの可能性
7.5 EVの電源、各国の発電事情と多様性
7-34 EVの効率、(交流充電>直流放電)走行
7-35 各国発電電力の電源構成 2015 OECD/IEA
7-36 石油、石炭系の発電量 データ:OECD、IEA2015
7-37 各国の発電量と燃料由来のCO2発生
7-38 エネルギー問題と自動車の選択
7-39 (資料)送電ロス(日本、中国、ロシア、インドほか)
7-40 (資料)中国の石炭エネルギー(データ:IEA)
7.6 EV、PHVの急速充電と電池のリアクション
7-41 EV、PHVの充電所要時間(グラフ)2017-2018
7-42 LEAF EVの普通充電の例、満充電
7-43 EV、PHVの充電所要時間(データ)2017-2018
7-44 EV、PHVの充電、急速と普通
7-45 電池のリアクション(2)、SOC変化のパターン
7-46 IEC62660-1規格 放電出力制御
7-47 EV、PHV搭載電池の急速充電レート(グラフ)
7-48 EV、PHV搭載電池の急速充電、充電レート(データ)
7.7 HV、PHV、EVとFCV(燃料電池車)の位置関係
7-49 xEVの環境価値、運用・運転と安全性
7-50 国土交通省 乗用車の燃費とCO2排出(現状)
7-51 給油と給電(日本)
7-52 自動車のエネルギーソース(黄色部分走行)
7-53 FCV、EV、PHV、HVとガソリン車(燃費、電費以外)
7.8 (資料) 現行のEV、PHVほかの主要諸元表
7-54 主要諸元(1)EV、PHV2018
7-55 主要諸元(2)TESLA MODEL3
7-56 主要諸元(3)レンジExt BeMW i3
7-57 主要諸元(4)小形低燃費PHV*2017 国産2社
第8章 電池(セル)と原材料、部材の算定基礎(～2017)
EVの需要拡大を背景に原材料の試算と市場規模の基礎データを扱った。原材料のセパレータ、集電箔と電解液・質の比率とコストは重要であり、EV台数と電池GWhとの対応でこれらの所要量を試算した。その中で現在の液系電解液電池の限界も伺える。各材料の機能は残しながら余分な体積や重量は極力削除したい。
8.1 EVの予測、電池総量とコスト推定
8-1 EV、PHVとHEV用二次電池の年間所要量推定
8-2 EVの比率% 2030年までの予測(1)
8-3 EVの比率% 2030年までの予測(2)
8-4 EV生産、電池総量とコスト MWh/年
8-5 EV年間生産台数と電池総量 GWh/年(対数)
8-6 EV電池の年間総コスト試算グラフ
8.2 電池総量GWhあたりの原材料の所要量試算
8-7 GWhあたりの正負極材その他部材所要量
8-8 GWhあたり正負極材その他部材所要量(1 計算値)
8-9 GWhあたり正負極材その他部材所要量(2 実際値)
8-10 GWhあたりLiとCoの所要量(実際値)
8.3 試算の算定基礎と参考データ
8-11 仮想正極材VTCMの特性(グラフ)
8-12 20Ah、74Wh セルの材料、部材の構成(3)重量%
8-13 20Ah、74Whセルの材料、部材の構成(4)体積%
8-14 電極面積設計とセル特性とコスト(模式図)
第9章 参考資料
ZEV(米)、NEV(中)、CO2(欧)とCAFE 規制
EV化の当面の目標はZEVなど規制への対応であり、これら概要を一覧する。
9-1 ZEV(米)とNEV(中)の比率規制と欧州CO2規制
9-2 中国のステップ、2017-2030
9-3 米国カリフォルニア州のZEV規制の§1962.1
9-4 米国カリフォルニア州 ARB の環境対応車の分類
9-5 EU域CO2排出規制(1)年次経過 新車(乗用車)
9-6 EU域CO2排出規制(2)車輌重量(新乗用車重量)
9-7 日本の乗用車の燃費とCO2排出(現状)国土交通省
9-8 日本の燃費基準 JC08からWLTPへ
9-9 排ガス規制 CAFE などの集約方法
9-10 各国の自動車の“燃費”基準とCO2排出(乗用車)
9-11 燃費のCO2排出関係の表示と単位換算
第10章(終章) EVの東西・南北とパラダイムシフト 液電解質系から全固体電池へ
10-1 EVその東西・南北、この先は..(1)3E
10-2 EVその東西・南北、この先は..(2)電池とEV
10-3 全固体リチウムイオン・セルへの期待
10-4 液系電解液(質)から全固体電解質へ
10-5 TOYOTAの全固体電池への取り組み 2017-2018
10-6 二次電池の変遷 S字カーブと包絡線(1)
10-7 二次電池の変遷 S字カーブと包絡線(2)
参考文献
掲載見本
