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【特集】車載用リチウムイオン電池技術
Lithium-ion Battery Technologies for Automotive Application
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特集にあたって
Introduction
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辰巳国昭((独)産業技術総合研究所 ユビキタスエネルギー研究部門 主幹研究員)
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車載用リチウムイオン電池の動向
Recent Trends of Advanced Lithium-ion Batteries for Automotive Applications
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辰巳国昭((独)産業技術総合研究所 ユビキタスエネルギー研究部門 主幹研究員)
民生小形用途で高エネルギー密度型電池として中心的な蓄電池となったリチウムイオン電池が,電気自動車やハイブリッド自動車,そして外部からの充電が可能なプラグインハイブリッド自動車のパワー源として,大きく展開しようとしている。車載用途に向けたリチウムイオン電池の技術動向について紹介する。
【目次】
1.自動車の電気駆動化を求める背景
2.電気駆動車のロードマップ
3.リチウムイオン電池の概要
4.各種リチウムイオン電池の開発概況
5.本格的PHEV用およびBEV用電池の可能性
5.1 高容量負極材料の開発状況
5.2 高容量正極材料の開発状況
6.革新電池への課題
7.むすび
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Li-ion電池用正極材料の動向
The Cathode Materials of Li-ion Battery
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荻須謙二(戸田工業(株) Energy Materials Company 経営戦略室 常務執行役員)
Li-ion電池が発売されてからおよそ20年が過ぎ,車載用Li-ion電池が本格的に市場に導入されている。正極材料の研究開発が活発化し次世代Li-ion電池用正極材料の可能性をもった材料について,LiMn2O4,Li-Ni系,Li1+(x NiCoMn)1-xO2,LiMPO4,そのほか材料などを紹介する。Whあたりの金属価格からも250mAh/gを越える材料などが今後の車載電池としての可能性があるといえる。
【目次】
1.はじめに
2.各種正極材料
2.1 LiCoO2
2.2 Li-Spinel系
2.3 Li-Ni系
2.4 Li1+(x NiCoMn)1-xO2系
2.5 LiMPO4
2.6 そのほかの材料
3.安全性
4.材料製造方法
5.おわりに
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難黒鉛化性炭素「CARBOTRON P」のリチウムイオン二次電池特性
Electrochemical Characteristics of Non-graphitizable Carbon“CARBOTRON P”for Lithium-ion Rechargeable Battery
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小林正太((株)クレハ 新材料研究所)
中津佳余子((株)クレハ 新材料研究所)
多田靖浩((株)クレハ 新材料研究所 電池材料研究室 室長)
車載用リチウムイオン二次電池では,EV,HEV用など用途に合わせた高性能化が求められている。当社の難黒鉛化性炭素「CARBOTRON P」はその炭素構造とリチウムイオン挿入・脱離反応から,電池の充放電に対する優れた寿命特性とエネルギー回生時の充電受け入れ性を示す材料である。本稿では車載用途に沿って負極材料としての電池特性を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2.炭素系負極材料の分類と「CARBOTRON P」の位置付け
3.「CARBOTRON P」の電極反応
4.「CARBOTRON P」の寿命特性
4.1 電極構造の劣化
4.2 活物質表面の劣化
5.「CARBOTRON P」の低温特性
6.車載用途としての負極材料
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リチウムイオン電池用リン酸エステル含有難燃性電解質の開発動向
Development Trend of Incombustible Electrolyte Containing Alkyl Phosphate for Lithium Ion Battery
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吉本信子(山口大学 大学院 理工学研究科 准教授)
森田昌行(山口大学 大学院 理工学研究科 教授)
電気自動車用途をはじめとする大形電池用途に展開されるようになったリチウムイオン電池の安全性を,材料レベルから確保する目的で,不燃性・難燃性の電解質が検討されている。固体ポリマー電解質やゲル電解質の適用などの種々の提案があるなかで,電解質に不燃性あるいは難燃性の成分を付与した電解質について,筆者らの取り組みを中心に紹介する。
【目次】
1. はじめに
2.リチウムイオン電池の電解質に求められる機能
3.難燃性電解質の開発動向
4.リン酸エステル含有難燃性電解質
4.1 アルキルリン酸エステルを用いた不燃性・難燃性電解液
4.2 アルキルリン酸エステル含有不燃性電解液のゲル化
5.おわりに
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リチウムイオン電池用セパレータ材料の開発
Separator Material Development for Li-ion Batteries
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山田一博(東レ東燃機能膜合同会社 技術開発統括部 製品開発・テクニカルサービス部長)
Liイオン2次電池は,近年,ハイブリッド電気自動車など,車載にも採用されており,用途が多様化し電池が大型化してきている。これに伴い,電池安全性や信頼性に対する要求が特に高度化している。本稿では,セパレータ物性と電池安全性/信頼性との関係を中心に概説する。
【目次】
1. はじめに
2.LIB用セパレータの製法
3.LIB用セパレータの基本物性
3.1 細孔構造
3.2 孔径分布
3.3 厚み
3.4 透過性(空孔率,孔径,曲路率,Gurley値)
3.5 機械的強度
3.6 シャットダウン特性
3.7 メルトインテグリティー特性
3.8 熱収縮率
3.9 そのほか
4.当社品の特徴
4.1 細孔構造および孔径分布
4.2 機械的強度
4.3 シャットダウン特性およびメルトインテグリティー特性
5.当社の新規開発品
6.おわりに
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自動車用リチウムイオン電池の国際標準化について
Standardization of Li-ion Battery for Electric Road Vehicles
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広瀬久士((財)日本自動車研究所 FC・EV研究部 研究主幹 主席研究員)
次世代自動車用高性能蓄電池としてのリチウムイオン電池の国際標準化は2007年から開始され,ISO/TC22/SC21(電動車両)では電池パック/システム,IEC/TC21/SC21A/TC69/JWG(BEV,HEV用二次電池)では電池セルの試験方法の標準化が進められており,IECではすでに正式標準が発行されている。試験方法以外の標準化提案も行われており,活動は継続されている。
【目次】
1.はじめに
2.標準化
2.1 国際標準作成における基本方針
2.2 ISO/TC22/SC21における標準化活動
2.2.1 ISO12405-1:自動車用リチウムイオン電池パック/システム試験方法-高出力用
2.2.2 ISO12405-2:自動車用リチウムイオン電池システム試験方法―高エネルギー用
2.2.3 そのほか
2.3 IEC/TC21/SC21A/TC69/JWG(BEV,HEV用二次電池)における標準化活動
2.3.1 日本提案成立までの経緯
2.3.2 IEC62660-1:自動車用リチウムイオン電池セル―性能試験
2.3.3 IEC62660-2:自動車用リチウムイオン電池セル―信頼性と誤用試験
3.JARIでの安全性評価活動
3.1 調査
3.2 試験
4.おわりに
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Material Report R&D
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溶融成形可能な新規セルロース誘導体の開発
Development of New Cellulose-based Polymers having the Excellent Processability from Melts
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澤井大輔(富士フイルム(株) R&D統括本部 有機合成化学研究所 研究員)
芳谷俊英(富士フイルム(株) R&D統括本部 有機合成化学研究所 研究員)
野副 寛(富士フイルム(株) R&D統括本部 有機合成化学研究所 研究員)
塚田芳久(富士フイルム(株) R&D統括本部 有機合成化学研究所 主任研究員)
非可食材料であるセルロースを改質してセルロース誘導体とし,それらのプラスチック成形材料としての性能について検討した。本稿では,高性能な成形材料とするためのセルロース誘導体の改質コンセプトおよびそのコンセプトで設計したセルロース誘導体の成形材料としての性能について紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.セルロース材料の熱可塑性
3.開発材料の熱可塑性と力学特性
4.耐衝撃性発現因子
5.試験金型を用いた成形
6.まとめ
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SERIES 先進国型情報化社会に貢献するヒューマンシグナルインターフェース
安心,安全,健康生活のためのセンサ開発(6)
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超高感度センシングを目指したバイオフォトニックデバイスの研究開発
Development of Biophotonic Devices for Ultra High Sensitive Sensing
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三田地成幸(東京工科大学 コンピュータサイエンス学部 大学院バイオ・情報メディア研究科 教授)
三田地研では安心,安全,健康生活のための各種センサの開発(ヒューマンシグナルインターフェースの研究開発)を行っている。今回は,超高感度センシングを目指したバイオフォトニックデバイスの研究開発を紹介する。視覚の根幹をなすレチノイド分子を用いた交互吸着型光受容デバイスを世界で初めて実現し,光照射時における光電流応答特性発現および光応答失活後再生可能なゲル型光受容デバイスの作製に成功している。作製した光受容デバイスの外部量子効率は4.53というきわめて高い値を示し,高効率な光電変換および自己再生機能を有する革新的バイオフォトニックデバイス実現の可能性を示している。
【目次】
1.はじめに
2.視物質(レチノイド)の性質
3.レチノイド分子を用いた薄膜形成
3.1 ゲル型光受容デバイスの作製
3.2 交互吸着型光受容デバイスの作製
4.レチノイド分子を用いた視覚デバイスの応用の可能性
5.まとめ
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海外‘Niche’ビジネスレポート
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スリランカの浄水器市場
Water Purifi er Market in Sri Lanka
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Global IBIS 編集部
【目次】
1.はじめに
2.スリランカにおける家庭用浄水器の市場規模
3.流通経路
4.スリランカ浄水器市場における主要プレイヤー
5.政府との関係
6.マーケットシェアと価格帯
7.今後の展開
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機能材料マーケットデータ
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車載用リチウムイオン電池の市場動向
Market Trend of Li-ion Battery for Automotive Applications
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【目次】
1. 概要
2. 市場規模
2.1 車載用リチウムイオン電池の市場規模
2.2 ハイブリッド自動車および電気自動車の出荷推移
3.電池メーカーの動向
(1) プライムアースEVエナジー(旧 パナソニックEV エナジー)/パナソニック
(2) 三洋電機
(3) 東芝
(4) 日立ビークルエナジー
(5) ジーエス・ユアサコーポレーション
4.自動車メーカーの動向
(1) トヨタ自動車
(2) 日産自動車
(3) ホンダ(本田技研工業)
(4) 三菱自動車工業
Lithium-ion Battery Technologies for Automotive Application
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特集にあたって
Introduction
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辰巳国昭((独)産業技術総合研究所 ユビキタスエネルギー研究部門 主幹研究員)
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車載用リチウムイオン電池の動向
Recent Trends of Advanced Lithium-ion Batteries for Automotive Applications
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辰巳国昭((独)産業技術総合研究所 ユビキタスエネルギー研究部門 主幹研究員)
民生小形用途で高エネルギー密度型電池として中心的な蓄電池となったリチウムイオン電池が,電気自動車やハイブリッド自動車,そして外部からの充電が可能なプラグインハイブリッド自動車のパワー源として,大きく展開しようとしている。車載用途に向けたリチウムイオン電池の技術動向について紹介する。
【目次】
1.自動車の電気駆動化を求める背景
2.電気駆動車のロードマップ
3.リチウムイオン電池の概要
4.各種リチウムイオン電池の開発概況
5.本格的PHEV用およびBEV用電池の可能性
5.1 高容量負極材料の開発状況
5.2 高容量正極材料の開発状況
6.革新電池への課題
7.むすび
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Li-ion電池用正極材料の動向
The Cathode Materials of Li-ion Battery
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荻須謙二(戸田工業(株) Energy Materials Company 経営戦略室 常務執行役員)
Li-ion電池が発売されてからおよそ20年が過ぎ,車載用Li-ion電池が本格的に市場に導入されている。正極材料の研究開発が活発化し次世代Li-ion電池用正極材料の可能性をもった材料について,LiMn2O4,Li-Ni系,Li1+(x NiCoMn)1-xO2,LiMPO4,そのほか材料などを紹介する。Whあたりの金属価格からも250mAh/gを越える材料などが今後の車載電池としての可能性があるといえる。
【目次】
1.はじめに
2.各種正極材料
2.1 LiCoO2
2.2 Li-Spinel系
2.3 Li-Ni系
2.4 Li1+(x NiCoMn)1-xO2系
2.5 LiMPO4
2.6 そのほかの材料
3.安全性
4.材料製造方法
5.おわりに
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難黒鉛化性炭素「CARBOTRON P」のリチウムイオン二次電池特性
Electrochemical Characteristics of Non-graphitizable Carbon“CARBOTRON P”for Lithium-ion Rechargeable Battery
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小林正太((株)クレハ 新材料研究所)
中津佳余子((株)クレハ 新材料研究所)
多田靖浩((株)クレハ 新材料研究所 電池材料研究室 室長)
車載用リチウムイオン二次電池では,EV,HEV用など用途に合わせた高性能化が求められている。当社の難黒鉛化性炭素「CARBOTRON P」はその炭素構造とリチウムイオン挿入・脱離反応から,電池の充放電に対する優れた寿命特性とエネルギー回生時の充電受け入れ性を示す材料である。本稿では車載用途に沿って負極材料としての電池特性を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2.炭素系負極材料の分類と「CARBOTRON P」の位置付け
3.「CARBOTRON P」の電極反応
4.「CARBOTRON P」の寿命特性
4.1 電極構造の劣化
4.2 活物質表面の劣化
5.「CARBOTRON P」の低温特性
6.車載用途としての負極材料
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リチウムイオン電池用リン酸エステル含有難燃性電解質の開発動向
Development Trend of Incombustible Electrolyte Containing Alkyl Phosphate for Lithium Ion Battery
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吉本信子(山口大学 大学院 理工学研究科 准教授)
森田昌行(山口大学 大学院 理工学研究科 教授)
電気自動車用途をはじめとする大形電池用途に展開されるようになったリチウムイオン電池の安全性を,材料レベルから確保する目的で,不燃性・難燃性の電解質が検討されている。固体ポリマー電解質やゲル電解質の適用などの種々の提案があるなかで,電解質に不燃性あるいは難燃性の成分を付与した電解質について,筆者らの取り組みを中心に紹介する。
【目次】
1. はじめに
2.リチウムイオン電池の電解質に求められる機能
3.難燃性電解質の開発動向
4.リン酸エステル含有難燃性電解質
4.1 アルキルリン酸エステルを用いた不燃性・難燃性電解液
4.2 アルキルリン酸エステル含有不燃性電解液のゲル化
5.おわりに
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リチウムイオン電池用セパレータ材料の開発
Separator Material Development for Li-ion Batteries
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山田一博(東レ東燃機能膜合同会社 技術開発統括部 製品開発・テクニカルサービス部長)
Liイオン2次電池は,近年,ハイブリッド電気自動車など,車載にも採用されており,用途が多様化し電池が大型化してきている。これに伴い,電池安全性や信頼性に対する要求が特に高度化している。本稿では,セパレータ物性と電池安全性/信頼性との関係を中心に概説する。
【目次】
1. はじめに
2.LIB用セパレータの製法
3.LIB用セパレータの基本物性
3.1 細孔構造
3.2 孔径分布
3.3 厚み
3.4 透過性(空孔率,孔径,曲路率,Gurley値)
3.5 機械的強度
3.6 シャットダウン特性
3.7 メルトインテグリティー特性
3.8 熱収縮率
3.9 そのほか
4.当社品の特徴
4.1 細孔構造および孔径分布
4.2 機械的強度
4.3 シャットダウン特性およびメルトインテグリティー特性
5.当社の新規開発品
6.おわりに
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自動車用リチウムイオン電池の国際標準化について
Standardization of Li-ion Battery for Electric Road Vehicles
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広瀬久士((財)日本自動車研究所 FC・EV研究部 研究主幹 主席研究員)
次世代自動車用高性能蓄電池としてのリチウムイオン電池の国際標準化は2007年から開始され,ISO/TC22/SC21(電動車両)では電池パック/システム,IEC/TC21/SC21A/TC69/JWG(BEV,HEV用二次電池)では電池セルの試験方法の標準化が進められており,IECではすでに正式標準が発行されている。試験方法以外の標準化提案も行われており,活動は継続されている。
【目次】
1.はじめに
2.標準化
2.1 国際標準作成における基本方針
2.2 ISO/TC22/SC21における標準化活動
2.2.1 ISO12405-1:自動車用リチウムイオン電池パック/システム試験方法-高出力用
2.2.2 ISO12405-2:自動車用リチウムイオン電池システム試験方法―高エネルギー用
2.2.3 そのほか
2.3 IEC/TC21/SC21A/TC69/JWG(BEV,HEV用二次電池)における標準化活動
2.3.1 日本提案成立までの経緯
2.3.2 IEC62660-1:自動車用リチウムイオン電池セル―性能試験
2.3.3 IEC62660-2:自動車用リチウムイオン電池セル―信頼性と誤用試験
3.JARIでの安全性評価活動
3.1 調査
3.2 試験
4.おわりに
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Material Report R&D
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溶融成形可能な新規セルロース誘導体の開発
Development of New Cellulose-based Polymers having the Excellent Processability from Melts
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澤井大輔(富士フイルム(株) R&D統括本部 有機合成化学研究所 研究員)
芳谷俊英(富士フイルム(株) R&D統括本部 有機合成化学研究所 研究員)
野副 寛(富士フイルム(株) R&D統括本部 有機合成化学研究所 研究員)
塚田芳久(富士フイルム(株) R&D統括本部 有機合成化学研究所 主任研究員)
非可食材料であるセルロースを改質してセルロース誘導体とし,それらのプラスチック成形材料としての性能について検討した。本稿では,高性能な成形材料とするためのセルロース誘導体の改質コンセプトおよびそのコンセプトで設計したセルロース誘導体の成形材料としての性能について紹介する。
【目次】
1.はじめに
2.セルロース材料の熱可塑性
3.開発材料の熱可塑性と力学特性
4.耐衝撃性発現因子
5.試験金型を用いた成形
6.まとめ
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SERIES 先進国型情報化社会に貢献するヒューマンシグナルインターフェース
安心,安全,健康生活のためのセンサ開発(6)
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超高感度センシングを目指したバイオフォトニックデバイスの研究開発
Development of Biophotonic Devices for Ultra High Sensitive Sensing
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三田地成幸(東京工科大学 コンピュータサイエンス学部 大学院バイオ・情報メディア研究科 教授)
三田地研では安心,安全,健康生活のための各種センサの開発(ヒューマンシグナルインターフェースの研究開発)を行っている。今回は,超高感度センシングを目指したバイオフォトニックデバイスの研究開発を紹介する。視覚の根幹をなすレチノイド分子を用いた交互吸着型光受容デバイスを世界で初めて実現し,光照射時における光電流応答特性発現および光応答失活後再生可能なゲル型光受容デバイスの作製に成功している。作製した光受容デバイスの外部量子効率は4.53というきわめて高い値を示し,高効率な光電変換および自己再生機能を有する革新的バイオフォトニックデバイス実現の可能性を示している。
【目次】
1.はじめに
2.視物質(レチノイド)の性質
3.レチノイド分子を用いた薄膜形成
3.1 ゲル型光受容デバイスの作製
3.2 交互吸着型光受容デバイスの作製
4.レチノイド分子を用いた視覚デバイスの応用の可能性
5.まとめ
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海外‘Niche’ビジネスレポート
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スリランカの浄水器市場
Water Purifi er Market in Sri Lanka
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Global IBIS 編集部
【目次】
1.はじめに
2.スリランカにおける家庭用浄水器の市場規模
3.流通経路
4.スリランカ浄水器市場における主要プレイヤー
5.政府との関係
6.マーケットシェアと価格帯
7.今後の展開
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機能材料マーケットデータ
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車載用リチウムイオン電池の市場動向
Market Trend of Li-ion Battery for Automotive Applications
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【目次】
1. 概要
2. 市場規模
2.1 車載用リチウムイオン電池の市場規模
2.2 ハイブリッド自動車および電気自動車の出荷推移
3.電池メーカーの動向
(1) プライムアースEVエナジー(旧 パナソニックEV エナジー)/パナソニック
(2) 三洋電機
(3) 東芝
(4) 日立ビークルエナジー
(5) ジーエス・ユアサコーポレーション
4.自動車メーカーの動向
(1) トヨタ自動車
(2) 日産自動車
(3) ホンダ(本田技研工業)
(4) 三菱自動車工業
