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[交流] 【其他】日立面向HEV的高功率锂电池，降低内阻使功率密度达到4500W/kg

日立面向HEV的高功率锂电池，降低内阻使功率密度达到4500W/kg
2009/08/13 00:00
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图：新开发的锂离子充电电池（第4代）通过正极采用新设计的Mn类材料等，提高了输出功率。另外，由于有利于散热，因此由原来的圆筒型变成了方型。(点击放大)　　日立汽车系统（Hitachi Automotive Systems）宣布，该公司开发出了功率密度提高到4500W/kg的混合动力车用锂离子充电电池（图）。将于2009年秋季开始向整车厂商等供应样品。此次开发的单元为方型，定位于第4代产品。外形尺寸为120×90×18mm。电流容量为4.8Ah，平均电压为3.6V，能量密度为72Wh/kg。
　　日立汽车系统过去一直在推进混合动力车用锂离子充电电池的开发和实用化（表）。2000年第1代产品达到实用化，现在正在量产第2代产品。第2代产品被三菱扶桑卡客车公司用在了混合动力卡车及混合动力巴士上。最近5年，第1代和第2代产品合计供货了60万块。
　　2010年将量产功率密度提高了15％的第3代产品。现在的第2代产品仅配备于商用车，而第3代产品方面，美国通用汽车已决定配备于乘用车型混合动力车。
　　第3代产品计划以每月30万块的规模量产。该产品是直径40×长92mm的圆筒型单元。电流容量为4.4Ah，平均电压为3.6V，功率密度为3000W/kg。此次开发的第4代产品比第3代产品的功率密度提高了1.5倍。
表：各代电池的发展情况。与现在正在量产的第2代电池相比，第4代电池的功率密度提高了1.7倍。

　
第2代
第3代
第4代
正极材料
Mn类
新Mn类
负极材料
非晶碳
容量（Ah）
5.5
4.4
4.8
重量（kg）
0.3
0.26
0.24
功率密度（W/kg）
2600
3000
4500
量产情况
正在量产
2010年开始量产
2009年秋季开始样品供货
　　第4代产品不仅冷却性和配备性出色，还通过增大电极面积，变成了易于提高输出特性的方型单元。“今后准备把面向混合动力车的高功率型产品设计成方型”（该公司）。开发品通过降低电池内阻的措施，实现了4500W/kg。
　　提高功率密度的措施有以下三个。一是Mn（锰）类正极材料的微粒设计，改变了微粒的形状、大小和结构。负极材料跟原来一样，使用的是非晶碳。
　　二是电极的薄膜化和大面积化。通过减薄电极，使电极面积得以增大，易于提高功率密度。三是减小电池内部电流通路的电阻。通过提高电极集电构造的效率，缩短通电部分的通路，降低了功耗。
　　此次开发的第4代产品的功率密度得以大幅提高，因此配备于混合动力车的电池的重量和容积能比现在正在量产的产品约削减40％。成本方面，虽然现在还比不上镍氢充电电池，不过“将来能比镍氢充电电池削减更多成本”（该公司）。第4代产品计划于2013年量产。
　　日立一直在面向混合动力车开发功率密度更高的锂离子充电电池，此外还在面向插电式混合动力车（PHEV）开发能量密度更高的锂离子电池。PHEV电池方面，已参加国家项目并在进行开发，现在正接受客户企业的评估。PHEV用锂离子充电电池的能量密度设想在100～200Wh/kg左右，比混合动力车用电池更高。（记者：小川计介）
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日立开发输出密度提高至4500W/kg的混合动力车用锂电池

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