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1. 목적 ○ 자원이 부족한 일본이, 향후 지속적 발전을 달성하기 위해서는 혁신적인 에너지 기술의 개발, 도입·보급에 의해, 차세대형 에너지 이용 사회의 구축을 적극적으로 추진하는 것이 매우 중요하다. ○ 이러한 정세 가운데, 신에너지산업기술종합개발기구(NEDO)는 산학관의 총력을 결집해, 2차 전지 기술개발 사업 및 기준·표준 등의 기반 정비 사업 등의 추진기관으로서 활동을 전개하였으며, 이의 일환으로 2차 전지의 용도별 요구되는 성능을 정리해, 공통화 가능한 기술 영역을 명확하게 한 다음, 기술개발 과제의 방향성을 정리한 '2차 전지 기술개발 로드맵'을 책정하였다. 2. 연도별 2차 전지 개발 계획 ① 계통연계 원활화 축전 시스템 기술개발(2006년 sim;2010년) - 풍력 발전 및 대규모 태양광 발전의 출력 변동을 완화하기 위해 필요한 대형·염가·장수명의 축전 시스템을 개발한다. ② 차세대 자동차용 고성능 축전 시스템 기술개발(2007년 sim;2011년) - 차세대 하이브리드 자동차 및 전기 자동차에 사용하는 고성능 리튬 이온 배터리, 새로운 원리의 2차 전지, 모터 등의 주변기기를 개발한다. ③ 혁신형 축전지 첨단 화학 기초 연구 사업(2009년 sim;2015년) - 산학관이 집중해 연구하는 거점을 정비해, 최첨단의 평가·분석 기술을 구사해 전지의 기초적인 반응 원리·반응 메커니즘을 해명하여, 기존 2차 전지의 신뢰성 향상 등의 성능 향상 및 혁신형 2차 전지의 실현을 위한 기초 기술을 확립한다. ④ 축전 복합 시스템화 기술개발(2010년 sim;2014년) - 분산 전원의 대량 도입을 가능하게 하기 위해, 수요측에 설치하는 2차 전지 및 그 이용 기술의 개발, 2차 전지 기술을 이용한 에너지 매니지먼트 시스템의 실증, 국제전개를 위한 시스템으로서의 평가 기술개발, 표준화 등을 추진한다. ⑤ 축전지 재료 공통 평가 기술개발(2010년 sim;2014년) - 고성능 2차 전지를 실현하기 위한 신재료의 성능 및 특성에 대해서, 적확하고 신속히 평가할 수 있는 기술을 개발한다. 3. Type별 개발목표 (1) Type① ○ 전기자동차 등에서 사용하는 그룹으로, 에너지 밀도 향상, 출력 밀도 향상, 캘린더(Calender) 수명 향상, 비용 삭감이 주로 요구된다. 7개의 Type 중에서 가장 에너지 밀도의 향상이 요구된다. ○ 전기자동차나 전동 이륜에서의 본격 보급을 위해서 항속 거리의 연장이 필요하며, 요구 성능의 최우선은 에너지 밀도의 향상이다. ○ Type①은 사이클 수명 이외의 모든 전지 성능의 향상이 요구되고 있으며, 7개의 Type 중에서 가장 전지에 대한 요구가 어려운 Type이다. (2) Type② ○ 포크리프트(Forklift) 등에서 사용하는 그룹으로, 에너지 밀도 향상, 사이클 수명 향상, 비용 삭감이 주로 요구된다. Type①에 비해 에너지 밀도는 작지만, 사이클 수명의 향상이 요구된다. ○ 납전지를 탑재한 1.5t급 배터리식 포크리프트가 주류로, 사이클 수명의 향상이 전지에 요구되는 요구 성능의 하나이다. 현재의 리튬 이온 배터리의 사이클 수명의 3 sim;4배 정도의 성능을 실현할 수 있으면, 전지 교환 없이 계속적으로 이용할 수 있어 결과적으로 전체 비용에서 우위성을 가질 수 있다. (3) Type③ ○ PC·휴대전화·디지털 비디오 카메라에서 사용하는 그룹으로, 주로 민생 부문의 용도 전반이 이 그룹에 속한다. ○ 2차 전지에 요구되는 요구 성능은 현재 거의 충족하고 있지만, 에너지 밀도 등의 향상 및 비용 삭감이 보다 요구된다. (4) Type④ ○ HEV(하이브리드 전기자동차) 등에서 사용하는 그룹으로, 에너지 밀도 향상, 출력 밀도 향상, 비용 삭감이 주로 요구된다. 7개의 Type 중에서 가장 출력 밀도의 향상이 요구되고 있다. ○ HEV는 발차, 정차시에 충방전을 반복하는 운용 방법으로 전지에 대한 부하가 작고, 사이클 수명이 문제가 되는 일은 적지만, 캘린더 수명에 대한 한층 더 향상이 필요하다. (5) Type⑤ ○ UPS(UPS 장치)에서 사용하는 그룹으로, 캘린더 수명, 비용 삭감이 요구된다. Type④에 비해 출력 밀도가 작지만, 캘린더 수명의 향상이 요구된다. ○ Type⑤의 주된 용도인 UPS는, 현재 납전지의 채용이 주류이며, 설치 환경에 따라(특히 고온 환경), 전지의 열화가 급속히 진행되어, 약 5년 주기로 전지 교환을 하는 경우도 있다. ○ 풍력 발전 등의 출력 안정화용 등 설치 공간에 대한 제한이 적을 때에는, 에너지 밀도가 문제되지 않지만, 주택용 축전 시스템을 옥내에 설치하는 경우 등에서는, 소형화를 위해서 높은 에너지 밀도가 필요하다. (6) Type⑥ ○ 무선 기지국용 백업, 통신 빌딩용 백업 등에서 사용하는 그룹으로, 캘린더 수명 향상, 비용 삭감이 주로 요구되며, 7개의 Type 중에서 가장 캘린더 수명의 향상이 요구된다. ○ Type⑥의 주된 용도인 무선 기지국용 백업·통신 빌딩용 백업에서는, 현재 주로 납전지를 채용하고 있다. 그러나 Type⑤(UPS) 같이, 설치 환경에 따라 전지 열화가 급속히 진행되어, 전지 교환을 실시하는 경우가 있다. 캘린더 수명을 향상시켜, 전지 교환 회수의 삭감으로 연결한다. (7) Type⑦ ○ 부하 평준화를 목적으로 한 시설 공장용 축전 시스템, 주택을 위한 축전 시스템, 풍력 발전 등의 출력 안정화용 외에, 태양광 발전 대량 보급시의 잉여 전력 대책의 하나로 검토되는 계통 안정화용 등에서 사용하는 그룹이다. ○ Type⑦의 주된 용도인 시설 공장용 축전 시스템, 주택을 위한 축전 시스템, 풍력 발전 등의 출력 안정화, 잉여 전력 대책을 위한 계통 안정화 용도 등에서, 충방전을 반복하기 때문에 사이클 수명이 요구된다. 동시에 장기간 사용하는 용도이기 때문에 캘린더 수명 외에 장기간의 축전 시스템 전체의 안전성·신뢰성이 중요하다. |
