ハイブリッド車や電気自動車への進歩は、自動車技術の進化における自然な一歩のように思われます。アナリストは、石油とガソリンの価格がすぐに下がるとは予測しておらず、自動車メーカーを効果的にハイギアにシフトさせて、自動車に動力を供給する次善の方法を見つけています。大手自動車メーカーが発表した最近のコンセプトカーが正確な予測因子である場合、リチウムイオン電池 (リチウムイオン) その魔法の弾丸かもしれません。
たとえば、シボレーボルト 。これは、ゼネラルモーターズのプラグインハイブリッドコンセプトカーで、40マイル(64.3 km)走行するように設計されており、リチウムイオン電池から完全に伸びます。その後、小型のガスエンジンがさらに600マイル(965キロメートル)を引き継ぎます。つまり、多くの人が一滴のガスを燃やすことなく毎日の通勤を完了することができるということです。さらに、同社は2010年までにそれらをまとめてクランクアウトすることを計画しています。
そして、リチウムイオンのトレンドではシボレーだけではありません。 Jeep、Cadillac、Dodge、Land Rover、Chrysler、Saturnはすべて、より環境に配慮した運転のためのLi-ionバッテリーパックを搭載した2008年のコンセプトカーをプレビューしました[出典:Mahoney]。
そもそもなぜこれがリチウムイオン電池に甘んじているのか?トヨタプリウスと同社が2008年6月に発表した2つの新しいハイブリッド車は、ニッケル水素電池を使用しています。最新のEPA基準によると、プリウスは1ガロンあたり合計46マイルを取得します。これは、ホットケーキのように販売されていることは言うまでもありません。 [出典:fueleconomy.gov]。
しかし、エネルギーの面では、リチウムイオン電池は単により強力なパンチを詰め込んでいます。リチウムイオン電池は、従来の鉛蓄電池やニッケル水素電池よりも小さなスペースに多くのエネルギーを蓄えます。リチウムは、すべての金属の中で最もエネルギー密度と電気化学ポテンシャルを持っており、それがそのスタミナを与えています[出典:Buchmann]。道路上のハイブリッドのニッケル水素電池も重く、その可能性を制限しますが、リチウムイオン電池は車の重量を減らすことなく速度を上げることができます。この特性により、ラップトップ、携帯電話、iPodなどの多くの家電製品でそれらの小型バージョンを見つけることができます。
しかし、リチウムイオン電池が明日のガソリンになる道には、安全性、コスト、寿命など、いくつかの問題があります。次のページで安全性の問題を確認します。
2006年にラップトップが炎上したときのことを覚えていますか?リチウムイオン電池でした。
過熱によるランダムな爆発は広範囲にわたる問題ではありませんでしたが、それでも、1991年に最初の商用リチウムイオン電池を発表したリチウムイオン電池メーカーのソニーは、そのために600万台以上のコンピューターをリコールする必要がありました[出典:ラム]。
それから数年経っても、リチウムイオン電池の安全性に対する評判は完全には回復していません。これで、車の中に入れると少し腹が立つ人がいる理由がわかります。
なぜ爆発の可能性があるのですか?リチウムイオン電池は、電解質と呼ばれる薄い層でプラス面とマイナス面を分離することで機能します 。電解液は、リチウムイオンがチャンバーの一方の側からもう一方の側に通過できるように穴が開いており、電流が発生します。製造工程で発生する小さな金属片がこれらの穴に詰まり、イオンが自由に流れるのを妨げる可能性があります。その後、圧力と熱が蓄積し、爆発を引き起こす可能性があります。また、イオンの移動が速すぎると、過熱する可能性もあります。
では、オールエレクトリックのテスラロードスターはどうですか? 大きな爆発の危険を冒すことなく、6,831個のリチウムイオン電池をボンネットの下に詰めることができますか?車を推進するテスラのエネルギー貯蔵システムには、バッテリーが過熱しないようにする冷却システムが装備されています。また、イオンの流れの速度を調整して、イオンの再充電や排出が速すぎないようにします。
自動車会社や科学者はリチウムイオン電池の幅広い可能性を認識しているため、安全上の問題を減らす方法を見つけるために時間とお金を費やしてきました。たとえば、ナノテクノロジー 、原子とナノ構造の研究は、それらの危険な爆発を防ぐことができるかもしれません。ナノホスフェートなどの新しいナノ材料は、従来のリチウムイオン電解質であるグラファイトのように短絡する傾向がありません[出典:Peter]。
そして時間とお金について言えば、リチウムイオン電池が消費者向け自動車の世界に大きく参入する前に、それらはより安く、より長持ちする必要があります。次のページでその理由と方法を学びましょう。
昨年の電気自動車今日の電気自動車への推進力は、革命というよりはむしろ復活です。実際、電気自動車は、内燃機関よりずっと前の1800年代初頭に存在していました。私たちの時代には、トヨタとゼネラルモーターズの両方が90年代後半に電気自動車モデルを発表し、最終的には生産から撤退しました。
GM EV-1:ゼネラルモーターズは1996年にこれらの電気セダンを少数リリースしましたが、リースのみでした。報告された10億ドルを開発に費やした後、2003年にすべてのモデルを引っ張った[出典:CBSニュース]。 TIME Magazineはまた、範囲が限られており、製造コストが高いことから、「史上最悪の50台の車」の1つに選ばれました[出典:TIME]。
トヨタRAV4-EV:おなじみのRAVSUVの電気バージョン。 EV-1と同様に、トヨタは2003年にこのモデルの製造を中止した。同社によれば、販売の低迷と、車両全体よりも交換に費用がかかる省エネバッテリーの非実用性のために、自動車を缶詰にした[出典:トヨタ] 。
続きを読む>
テスラロードスターはガロンあたり256マイルに相当することができます。一晩プラグを差し込むだけで、ガソリンスタンドに立ち寄らずに最大250マイル(402キロメートル)まで行くことができます。しかし、落とし穴があります。2009年モデルの小売価格は10万ドル以上です。
その高額な価格の一部は、洗練されたスポーツカーのデザインとアメニティ、そして時速0マイルから時速60マイルまで4秒未満で移動するパワーです。これは最高のパフォーマンスを発揮するガソリンスポーツカーの1つです。しかし、その力は安くはありません。実際、リチウムイオン電池はニッケル水素電池よりも約4〜5倍高価です[出典:Popely]。車に対応したパックはそれぞれ10,000ドルから15,000ドルの費用がかかる可能性があるため、より安価な代替品を見つけることは、それらを販売したい自動車会社にとって大きなハードルになります[出典:Popely]。
バッテリーの寿命にも問題があります。 TVリモコンに入れた単三電池のように、リチウムイオン電池はやがて死んでしまいます。使用していなくても、作られるとすぐに劣化し始めます。あなたはそれらを再充電することができますが、限られた回数だけです。これは、使用するたびに大きくなる小さな穴のある水差しを水差しで満たそうとするようなものです。
バッテリーの寿命は、サイクル寿命、つまり、バッテリーを使い切って充電し、再度使用できる回数を測定します。リチウムイオン電池を使用すると、100%完全に充電された電池から始めると、個々のサイクル寿命が長くなりますが、それから得られる総サイクル数は減少します。そのため、Tesla Roadsterでは、元の電力の95%を超えて再充電したり、2%未満に排出したりすることはできません[出典:Eberhard andStraubel]。また、同社はバッテリーパックの寿命を100,000マイル(5年)と予測しています。その時点で、バッテリーを交換する必要があります。
安全性の問題と同様に、研究者はより長持ちするリチウムの代替品を探しています。そしてもう一度、ナノテクノロジーは潜在的な解決策のパックをリードしているようです。ある会社、Altair Nanotechnologiesは、2006年に、リチウムイオン電池よりもはるかに長持ちし、同じ価格でより速く再充電できる、チタン酸リチウムと呼ばれる新しい材料を発見したと発表しました[出典:Bullis]。カナダの自動車会社PhoenixMotorcarsは、100マイル以上の距離を持つ電気自動車のラインでチタン酸リチウム電池を使用しています。
東芝はまた、当初は自転車や建設車両用の急速充電リチウムイオン電池を発表しましたが、最終的には自動車でテストしたいと考えています[出典:MSNBC]。 2008年6月、トヨタは現在のハイブリッド電池を製造している会社と協力して、2009年までにリチウムイオン電池を開発する計画も公表しました[出典:キム]。
リチウムイオン電池の開発に多大なエネルギーが注がれているため、近い将来、リチウムイオン電池が私たちの車に燃料を供給する可能性が高いです。明日の車と関連情報の詳細については、次のページのリンクにアクセスしてください。