数年の経験を持つ EV ドライバーとして、全固体電池技術の有望な進歩のおかげで、電気自動車の未来はこれまで以上に明るいと自信を持って言えます。航続距離の延長、安全性の向上、製造コストの削減の見通しを考えると、晴れた日の油をたっぷり塗ったテスラのように興奮します。
過去 5 年ほどで、電気自動車 (EV) の人気が大幅に高まりました。ただし、この成長には航続距離の制限や充電時間の遅さなどの課題がなかったわけではありません。こうした困難により、多くの購入希望者はEVが自分たちに適しているかどうか疑問を抱くようになった。しかし、EVが直面する電池関連の問題の解決策として宣伝されている有望な技術、それが全固体電池技術です。
このテクノロジーは非常に長い間誇大宣伝されてきたため、現時点ではほとんど神話のようなものであるだけでなく、現実の世界で実際に目にすることは決してないのではないかのように思えます。では、全固体電池は現在どのような状況にあるのでしょうか。最終的に全固体電池を実現してその恩恵を享受できるようになるのは、どのくらい先のことなのでしょうか?見てみましょう。
全固体電池とは何ですか?
全固体電池は従来の電池の最新版として機能し、アノード、カソード、その間にあるセパレータなどのコアコンポーネントを維持します。ただし、液体電解質溶液を使用する従来のバッテリーとは異なり、全固体バッテリーにはセパレーター自体が電解質材料として組み込まれています。これにより、電子が一方の側からもう一方の側に移動し、機能的な回路が形成されます。
結果は？バッテリーはエネルギー貯蔵の点で大幅にコンパクトになり、メーカーは同じ寸法内でより多くのエネルギーを収容したり、同等のエネルギー容量を持つより小型のバッテリーを開発したりすることが可能になります。さらに、全固体電池は充電がはるかに速く、電気自動車のシナリオでは、充電器が十分な電力を処理できると仮定すると、充電ステーションで過ごす時間が短縮されます。
全固体電池技術はまったく新しいわけではありませんが、製造の難しさとコストの高さにより実用化は限られており、普及が妨げられてきました。ただし、これらの課題を克服するにはイノベーションが重要な役割を果たします。全固体電池の製造コストを下げる努力がなされており、それによって全固体電池をより幅広い用途に利用しやすくしています。
カーネギーメロン大学の機械工学准教授であるリージャ・ジャヤン博士によると、現在直面している課題の 1 つは、固体電解質の製造プロセスがコスト高につながり、セルを加圧する必要があることです。さらに、固体電解質はリチウムイオンを効率的に伝導しないため、容量と寿命、さらには安定性に影響を及ぼします。ただし、現在進行中の研究開発により、これらの問題はすぐに解決されることが期待されています。
そう遠くない未来
私はアナリストとして、ここ数年電気自動車（EV）用の全固体電池技術の発展を追ってきましたが、これは興味深い見通しではありますが、主流のEV生産ではまだ実現していません。誰もが気になるのは、これらの進歩がどれだけ近づいているのかということです。それが差し迫っているわけではありませんが、この技術が商業的に実現可能になるまであと数年待つだけで済むのではないかと私は考えています。
ほとんどの自動車メーカーは現在、独立した研究、戦略的提携、全固体電池企業の資金的支援などの多様な戦術を採用し、「全固体電池レース」として知られる競争に参加している。コックス・オートモーティブ社の業界インサイト・ディレクター、ステファニー・バルデス・ストリーティ氏によると、全固体電池の市場投入は差し迫っていないものの、今世紀末までに登場し始める可能性があるという。この分野の専門家の大多数は、全固体電池が2030年頃に購入できるようになるだろうと予測しています。
その重要な部分は、結局はライバル関係にある。昨年、トヨタは全固体電池に関する重要な発表を行いましたが、BMW、メルセデス・ベンツなどの自動車メーカーもこの技術に関する発表を行っています。さらに、トヨタは日本で日産およびパナソニックと提携し、全固体電池の生産拡大を目指している。この動きは、現在中国と韓国が独占している電池市場において日本企業の競争力を維持することを目的としている。本質的には競争が激化しているのです。
しかし、全固体電池が消費者にとって実用化されるまでには、解決すべき問題がまだいくつかある。
高い期待
しかし、電気自動車 (EV) を取り巻く興奮は、1 回の充電で 1,000 マイル以上走行できることを示唆しているのでしょうか?興味深い可能性ではありますが、現実にこの範囲を実際に目撃できるかどうかはまだ不確実です。
一部の企業は電気自動車（EV）の航続距離の大幅な向上を主張する一方、トヨタは1回の充電で約900マイルのEV航続距離を実現できると主張している。しかし、この数字は非常に高く、製造コストがかかるかなりのバッテリーが必要になる可能性があります。ジャヤン氏によると、新しいバッテリー技術はまずメルセデスなどのブランドの高級車に組み込まれる予定だという。
「時間が経てば、価格は下がるでしょう」と彼女は言う。
メルセデスは全固体電池技術の分野で大きな進歩を遂げており、今後の車両にはこれらの電池が採用され、航続距離が最大80％伸びる可能性があるとまで述べている。この躍進の一部は、ヒュンダイとステランティスも支援するベンチャー企業であるバッテリー技術会社ファクトリアルへの投資によるものである。
Factorial という企業は、重量を約 40% 削減しながら、次世代の電気自動車 (EV) が 600 マイル以上の走行距離を走行できるようにするという目標を達成することを目指しています。この重量の軽減により航続距離が伸びるだけでなく、タイヤへの負担も軽減され、EV が道路網にとってよりフレンドリーになります。
さらに、全固体電池技術には安全上の利点もあります。
Valdez Streaty によると、これらのバッテリーは不燃性の傾向があり、高温下でも安定性を維持する固体電解質を利用しています。この特性により、火災や化学物質の流出の可能性が減少します。
次世代
簡単に言えば、私たちは現在、堅牢な固体電池を搭載した民生用車両を手に入れる瀬戸際にいるようです。
専門家の間では一般的なコンセンサスがあるようだ。これらの全固体電池はほぼ市場に投入される段階にありますが、依然として高価であるため、当初は高額な価格の高級車に適しています。ただし、実際に導入するとコスト削減につながる可能性があります。 Factorial のような企業がこれらの電池を製造するほど、プロセスはより効率的になり、コストは削減され、最終的には全固体電池を手頃な価格の車両に利用できるようになります。
今後数年間で、高級電気自動車は非常に長い航続距離を誇るようになる可能性があるようです。一方、より手頃な価格の電気自動車には小型の固体電池が組み込まれ、従来の電池技術を使用した現在のモデルと同等の航続距離が実現される可能性があります。
ジャヤン氏の声明によれば、全固体電池は、従来のガソリン車からの移行を求める消費者に応える、安全でコスト効率が高く、長距離走行可能な電気自動車を開発するための有望な道筋となる可能性があるようだ。
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2024-09-16 21:27