日産の新型リーフが2017年9月6日に発表されました。搭載電池は何と40kWhにも達し、一回の充電で走行可能距離は400km以上！もはや夢のような車ですね。数年後にその夢が砕かれてしまう可能性があります。日産新型リーフを買う前に、リチウム電池の恐ろしい事実を確認しておきましょう。
2019年2月追記
日産のリーフは2019年1月の報道で570km走行可能というモデルを発表しています。
ただし、基本的に電池の構造自体は変わっていないため、下記の内容自体大きく変化のあるものではありません。
目次
新型リーフの電池はやっぱりAESC製
AESCってどんな会社？
新型リーフの電池の供給元はAESCです。
実は旧型リーフのリチウム電池の供給元もAESCなんです。
聞きなれない会社ですが、オートモーティブエナジーサプライ株式会社（Automotive Energy Supply Corporation）という会社です。
この会社は日産自動車とNECの共同出資によって設立されたリチウム電池を製造しています。ただ、AESCは中国の投資集団GSRへ売却することがほぼ決まっています。
なぜリーフの超重要技術であるリチウム電池の会社を売ってしまうのでしょうか。
答えは超単純で、AESCが儲からないから。AESCの電池が売れないから。
実はAESCのリチウム電池の製造能力はリーフに換算して年間22万台分もあります！
リーフの販売台数
販売5周年に当たる2016年1月で、累計で20万台を突破しました。
2016年は年間15,000台の販売。
2017年は1～7月で合計8300台。
めちゃくちゃやばくないですか！？
6.5年で1年分の生産能力しか売れていません。
15,000台 ÷ 220,000台 ＝ 6.8％
365 × 6.8％ ＝ 15日
2016年にいたっては工場の稼働率6.8％となります。２週間フル生産をしたら1年分の仕事が終わってしまいます。ある意味、夢のような会社でしょうか(笑)
実は出資会社のNECもAESC以外の会社からリチウム電池を調達しています。
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リーフの電池の推移
リーフの性能の推移
2010年に発表された初代日産リーフの電池は24kWhで200km走行でした。
(1km走行するのに消費する電力量は124Wh/km)
その後、2015年にマイナーチェンジが発表された日産リーフの電池は30kWhで280km走行まで伸びています。
(1km走行するのに消費する電力量は114Wh/km)
2017年10月発売の2代目日産リーフの電池は40kWhで400km走行まで伸びています
(1km走行するのに消費する電力量は100Wh/km)
リーフの走行距離はどんどん伸びていますが、実はバッテリーパックのサイズはそのままなんです。
・電池の容量体積密度が高くなっている
・電池の内部抵抗が小さくなっている
・その他電装機器の消費電力を減らしている
・リーフの重量を軽くしている
・走行時の抵抗（空気抵抗や摩擦）などを減らしている
色々な努力があってのリーフの進化です。
このうち最初の二つについてはリチウム電池が改良された点です。
リーフの電池の特徴
リチウム電池は正極に用いる材料によって安全性や容量体積密度、出力、コストが大きく変わってきます。
リーフに使われているAESCのリチウム電池は正極にマンガン酸リチウム(LiMn2O4)を用いています。
マンガン系のリチウム電池の特徴は出力が大きく、安全性が高い上に安いのですが、寿命が短いことが大きな欠点でした。リーフの電池の劣化が早いことは電池の特性上事前に分かっていたことなのです。
もちろん、AESCも努力をしており、電池の溶液に添加剤を加えることで電池の内部抵抗を下げ、寿命を延ばしてきました。
改良の難しい点
いろいろと改良してきたとはいえ、リチウム電池である以上どうしても避けられない点があります。
それが保存時の経年劣化と高音下での劣化促進です。
どういうことかというとリチウム電池は使っていなくてもどんどん容量が減ってしまうのです。さらに気温が上がると劣化は劇的に促進されます。これはリーフに限らずどの電池でもあてはまるなのです。
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リチウム電池の寿命に関する研究
下記に面白いレポートを見つけました。
タイトル：革新的リチウムイオン二次電池による蓄電ソリューションの開発
著：山崎伊紀子、川崎大輔、斎藤英彰、野口雅行
http://www.fbi-award.jp/sentan/jusyou/2014/5.pdf
実はこの人たちはリーフの電池を作っているAESCの親会社、NECに所属する方たちです。2014年に発表されたこの研究で経済産業大臣賞を受賞しています。
それでは研究の中身を見ていってみましょう！
正極材による性質の違いと安全性について
まずはリチウムの正極材を変えることで性質がどのように変わるかを示しています。
http://www.fbi-award.jp/sentan/jusyou/2014/5.pdf
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リーフに搭載されているのは一番右列のLiMn2O4です。
平均動作電圧が高いので高出力が得られ、コストもすごく安いですね。資源量も豊富にあるので将来的に値上がりする可能性は低いです。ただし、容量が他の電池に比べると少ないですね。
リーフの電池はギャラクシーに使われているものとは別物であり、LiMn2O4のスピネル構造は充電しても外部へリチウムが析出しないのでギャラクシーのように発火しません。ご安心ください。このことはAESCのホームページにも書かれています。
マンガンスピネル正極材｜オートモーティブエナジーサプライ株式会社
ラミネート形状について
研究ではラミネート型のメリットについて言及しています。
http://www.fbi-award.jp/sentan/jusyou/2014/5.pdf
下記の図は15分間充電した時に温度がどこまで上がるか、を示しています。
http://www.fbi-award.jp/sentan/jusyou/2014/5.pdf
乾電池のような円筒型よりも、ラミネート型の方が温度の上昇が半分以下であり、11℃上昇で頭打ちになっていることが分かります。
この研究と全く同じ内容がAESCのホームページにも掲載されています。
この研究がリーフに使われている電池と同じであることが分かります。
電池容量の劣化について
電池の容量がどの程度減るか見てみましょう。
左側のグラフは1年間で5000回充放電した場合の容量の減少具合を示しています。
右側のグラフは充放電をせずに、待機させた場合の容量の減少具合を示しています。
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横軸が日数のルートになっている事に注意してください。
横軸の40は1600日(約4.4年)を意味しています。
25℃環境下では、4年経つと全く使わなくても、10％程度容量が減少し、当初の90％程度の容量になります。
もし充放電を毎日13回行うと、容量はさらに７％減少し、当初の83％程度の容量になります。
な～んだ、思ったより電池の容量って減らないんだって思った人！
騙されてはいけませんよ！！
45℃環境の場合、全く充放電しなくても1年で15%容量が減少します。
ラミネート型電池の項目で「充電を行うと15分で温度が11℃上昇する」という記述がありました。
真夏の日陰の気温が30℃だとすると、昼間に充電を行えば、エアコンが利いていないかぎり電池温度は40℃を越えてしまいます。
真夏の昼間の直射日光下では車内の温度は60℃を軽く超えるといいます。
リーフは夏場に日向に放置すると、1年で30%以上電池容量が減ってしまう可能性があります。
なぜ深夜に充電をするか
「充電は深夜に行う」という文句をしきりに聞くかと思います。
夜間の電気料金が安い契約をしている人ばかりではないはずです。
この言葉の裏には「昼間は暑いので、なるべく充電しないでください」という意味が隠されているのです。
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セル欠けが容量減少を加速させる
そもそも「セル欠け」とは？
初代リーフに乗っていた人なら聞いたことあると思いますが、「セル欠け」と呼ばれる事象があります。
リーフに積んでいるリチウム電池は12個のブロック(区画)に分かれています。
このブロックをセルと呼んでいるのですが、セルが壊れてしまうことを「セル欠け」と呼びます。
壊れてしまうとそのセルは充放電することが出来なくなるので電池の容量が減少します。セルが一つ壊れる度に容量が8.3%(1/12)減少してしまいます。
セル欠け保証の落とし穴
日産はリーフのセル欠けに対して8年間16万キロの保証をしていますが、実はこれには落とし穴があります。
日産の保証内容とは「セルの残り数が9を下回った場合に、部品交換や修理により9セル以上へ復帰させること」としています。
つまり保証されたとしても、容量は当初の 9 / 12 ＝ 75％ までしか回復しないのです。
電池の容量減少
電池容量の劣化と、セル欠けによってどこまで電池容量が減ってしまうのか、簡単な図にしてみました。
容量劣化によって80％減少し、セル欠けによって容量が 9 / 12 になるとすると、容量は当初の60％になってしまいます。
これは初代リーフでユーザーが味わったことと全く同じ内容です。
日産自動車が悪いわけではなく、リチウム電池の宿命だと思います。
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新型リーフは日常ではどの程度走行できる？
初期には400km走行出来たものが電池の容量減少により240kmが限界となってしまいます。
この距離が上限であるため、実際に警告灯が付くのは残り走行距離60kmあたりとなるでしょう。
急速充電で80％まで回復することを思えば、日常的に使う容量から考えると
240km × 0.8 － 60km = 132km
リーフは購入して数年で、130km程度しか走れない車になる可能性があります。
エアコンやヘッドライトをつけるとその分距離が短くなります。
リーフを長く乗るためのコツ
ここまでさんざんひどいことを書いてきましたが、裏を返せばリーフを長く乗るコツが見えてきます。
・昼間は絶対屋内保管！
・出来れば駐車場は地下へ！
・昼間には充電しない。運転しない
・急加速をしない。
以上のことを守れば電池の劣化は少なくなります。
リーフがいけないわけではありませんが、「こんなはずではなかった」とならないように、慎重に選べるといいですね。
2019年2月追記
こちらの方の記事は実際の体験談を記載されており、非常に参考になります。
日産リーフの航続可能距離とバッテリー劣化 : 電気自動車の電池寿命は厳しい！ リーフユーザーへ
要約するとバッテリー劣化があった際の日産の保証でも、実際に電池を交換するのではなくプログラム上劣化が回復したように見せかけるだけのものである、とのこと。
検査不正を繰り返していましたがますますこの会社が信頼できなくなりましたね。
リーフの電池はこちらの記事でも紹介しています。
日産リーフの電池の寿命が早すぎる！？電気自動車の恐ろしい欠点
リーフの試乗記事についてはこちらをどうぞ！
私だったらリーフよりもノートepowerを推します！
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