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リチウム電池の欠陥克服

本命・全固体電池の登場

出光は原油副産物を利用

電池リサイクルまで一貫

 

次世代EV(電気自動車)は、全固体電池がリードすることになった。トヨタ自動車が、出光興産との協業によって実用化の先鞭を切るからだ。現在のEVは、リチウムイオン電池が動力源である。この開発者の一人が、吉野彰博士でノーベル化学賞に輝いた。次世代電池の全固体電池開発でも、トヨタと出光の協業で先鞭を切る。日本の研究土壌が、健在であることを世界へ示した。

 

トヨタと出光は10月12日、両社の社長が記者会見して全固体電池の量産化に着手すると発表した。出光が、27~28年に年産数百トン程度の規模で全固体電池の基幹部分である電解質(硫化物系)の生産を開始する。これをテコに、数千トン規模へ引き上げるという。硫化物の電解質は、原油精製過程の副産物である。このことから分るように、「低コスト」だ。「無資源国」日本らしい着想が、見事に商品化されたものである。

 

両社の取組む全固体電池の製造方法が、世界標準になるだろうという自信ものぞかせている。世界全体で2000年から22年3月末までに公開された全固体電池の特許数は、トヨタ自動車が1331件で1位である。2位のパナソニックHD(445件)と3倍もの差をつけている。上位5社中で4社が日本企業である。圧倒的な開発競争力を示している。

 

トヨタは、1990年代から研究に着手し、20年には全固体を搭載した試作車も他社に先駆けて完成させた。こういう経緯からみると、トヨタと出光の「日本企業連合」が実用化で先陣を切ることは、日本の技術開発力が決して衰えていないことを示している。

 

国際学会では最近、トヨタの研究者による全固体電池に関する研究報告数が減っていたことから、「何かが始まっている」という予感を受けていたという。『フィナンシャル・タイム(FT)』(8月17日付)が報じた。同紙は、「ソニーによって世界で初めてリチウムイオン電池を実用化した1991年のようなことが、20年代末までに起きるだろう」との見方を示していた。23年10月12日、その吉報が大幅に短縮して世界へ届けられたのである。

 

リチウム電池の欠陥克服

現在のEVは、リチウムイオン電池を動力源にしている。ただ、多くの欠陥を有している。発火しやすい・充電時間が掛りすぎる・走行距離が短い、などの難点である。

 

全固体電池は、これらの欠陥をすべて取り除く「夢の電池」である。リチウムイオン電池は電解液を使うが、全固体電池はその名の通り「固体」(電解質)である。この特性は、発火事故を減らす。充電時間は10分程度。走行距離は1200キロと倍増、とされている。何よりも、電池を小型化できるメリットが大きい。設計面でEVの構造がかなりシンプルになるので、電池や温度管理のシステムが不要になるのだ。こうして、コストダウンが可能になると指摘されている。

 

全固体電池の商品性は、現行のリチウムイオン電池をはるかに凌いでいる。となれば、リチウムイオン電池EVは、あと3~4年の寿命しかないことになろう。折から、「初代EV」(リチウムイオン電池)は、中国で政府補助金によって過剰生産能力を持て余している。この7月には、中国EV11社が「乱売しない協定」を発表したが、直後に独禁法違反の疑いで撤回する事態となった。これにより、さらに乱売に拍車が掛っているのだ。

 

中国政府は、リチウムイオン電池EVが「EVの完成形」と誤解していた。これはEVの初期モデルにすぎないという認識を欠いていたのだ。リチウムイオン電池の製造でも巨額の投資を行っている。この場合、固体電池技術へ移行が難しいとの批判的な見方がある。新技術へ移行すれば工場や生産設備、サプライチェーン(供給網)に投じられた数百億ドルが無駄になりかねないからだ。ただ、リチウムイオン電池の生産工場や化学工場などのインフラは、固体電池用に振り向けることも可能と指摘する見方がある。中国には、頭が痛い問題だ。

 

中国EVは、トヨタの全固体電池実用化宣言で追い立てられる立場になった。国内のEV普及率は21%を超えたが、耐久消費財特有の現象で、本格的な息の長い「主流期」へ入る間に「深い溝」(キャズム)が存在する。その時の普及率は16.5%である。これは、マーケッティングの「キャズム理論」と呼ばれるものだ。耐久財の普及初期では、EVに喩えるとリチウムイオン電池EVのように固有の問題が起こる。消費者がこれに気づいて、いったん購買に対して消極的になる。これが、「キャズム」である。現状は、まさにこの段階だ。

 

本命・全固体電池の登場

中国のEV市場は前述の通り、ブレーキがかかって当然の状況にある。一本調子の増加はないのだ。本格的拡大は、EVがリチウムイオン電池から全固体電池へ切り替わる時である。この間のEV過剰生産能力をどう処置するのか。中国政府は、輸出で急場を凌ごうと算段をめぐらしている。

 

中国は、EU(欧州連合)への輸出に焦点を合わせている。だが、自動車の母国である欧州は、雇用を守るためにも簡単に中国EV輸入を受け入れられない立場だ。中国EVの輸出増は難しいであろう。中国EVは、出口がなくなっているのだ。(つづく)

 

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