次世代バッテリーおよび部材の概要を把握しよう
次世代バッテリーおよびその部材とは
リチウムイオン電池はスマートフォンやタブレットなど小型・薄型の電子機器、電気自動車やハイブリッドカーの車載バッテリー、太陽光発電や燃料電池の蓄電システムと幅広い用途で利用されています。
しかし、リチウムイオン電池においては充電時間や寿命の短さ、加熱による事故のリスクなどが課題となっています。このような課題を改善するために、現在次世代バッテリーの開発が進行しています。
今後の普及や実用化が期待される次世代電池に挙げられるのはリチウム空気電池や全固体電池、リチウム硫黄電池、ナトリウムイオン電池などです。
リチウム空気電池は正極に電解質へ沈殿した多孔質カーボンとセパレーター、負極がリチウム金属酸化物で構成されており、メリットは正極に酸素を利用することにより、軽量化・小型化が実現しやすい点です。
全固体電池はこれまで利用されてきた液体の電解質を固体に変更したものであり、液漏れの心配が少なく、形状を自由に形成しやすいことがメリットです。
リチウム硫黄電池は高価なコバルト素材を使用しないため、コストの低減が期待されています。また理論上では全固体電池を上回る容量の大きさも魅力の一つです。一方、安定性の低さや導電性の低さなどが不安材料に挙げられています。
ナトリウムイオン電池は既存のリチウムイオン電池の原理は似ているものの、使用する部材はリチウムではなくナトリウムであるため、価格を抑えることができます。加えて、
リチウムイオン電池と同じ製造設備を利用できるため、製造コストを抑えられることがメリットです。ただし、安全性や充放電時に特性が悪化してしまう課題があります。
次世代バッテリーおよび部材市場の最近動向
次世代バッテリーの有力候補としては、特に全固体電池が期待されています。全固体電池はエネルギー密度の高さや設計の自由度、劣化のしづらさ、液漏れリスクの少なさなど多くのメリットがあります。ただし、量産技術が確立されておらず、製造コストの高さがネックとなっています。
リチウムイオン電池の研究開発においては日本が先行していたにもかかわらず、コストダウンの問題から中国や韓国にシェアを奪われてしまいました。このため、全固体電池の普及に当たっては、リチウムイオン電池と同じ道を辿らないため、日本では経済産業省を中心に研究開発に関して金銭面・人的面等の支援を行っています。
また、全固体電池と同様、リチウム空気電池も着目されている次世代電池の一つです。国の研究機関であるNIMS（物質・材料研究機構）もリチウム空気電池の研究に取り組んでいます。NIMSにおいてはリチウム空気電池の課題である充電電圧の上昇原因を過酸化リチウムにあると解明し、過酸化リチウムの発生を防ぐ取り組みを行っており、今後はリチウム空気電池の寿命長期化に向けた研究が進められています。
このように調査研究・開発を進んでいけば、全固体電池とリチウム空気電池において日本が市場をリードする存在に立てるかもしれません。
今後の展望について
電池市場は今後も拡大が見込まれており、車載用電池市場に加えて定置用蓄電池市場も成長が期待されています。
現状の電池市場（主にリチウムイオン電池）における競争力では、電気自動車の需要創出策や投資支援などの産業政策を背景に、欧米や中国が競争力を高めています。一方、日本は技術的な強みを活かして初期市場で存在感を発揮しましたが、コスト競争で劣位に立ち、シェアが低下しています。このため、次世代電池におけるシェアの確保、定置用蓄電池における需要獲得などを進めていく必要があります。また、技術力の強化や海外需要の取り込み、効率的な生産方法の確立（コスト低減）にも取り組んでいかなければなりません。
このように次世代バッテリー市場は魅力的ですが、競争は激しく、トレンドも刻々と変化しています。このため、バッテリー市場に参入する場合には市場調査やマーケティングリサーチの実施が欠かせないでしょう。もし、これらの実施を検討する際には専門のリサーチ会社の利用も検討してみるとよいでしょう。