EVの長期にわたる導入を推進する技術開発

EVの長期にわたる導入を推進する技術開発

EVの長期にわたる導入を推進する技術開発
2020年の世界の電気自動車(EV)販売台数が堅調に推移したことで、電気自動車市場の成熟化に明るい兆しが見えてきました。しかし、販売は依然として政府の政策に支えられており、普及のためには、リチウムイオン電池やパックのコストや性能の改善、さらには車両やグリッドのインフラの改善が必要です。
 
例えば、バッテリー式電気自動車(BEV)のリチウムイオン電池の正極材として高ニッケルのNMC(ニッケル・マンガン・コバルトの三元系)やNCA(ニッケル系)を採用して、リチウムイオン電池のエネルギー密度を向上させ、その結果として、EVの航続距離の延長につなげようとする明確な流れがあります。しかしながら、高ニッケル正極はすべての場合に最適な選択となるわけではありません。バスやフォークリフトなどの場合は、安全性が高く、コストの低いリン酸鉄リチウム(LFP)電池を使用することでメリットが得られます。コバルト、ニッケル、さらにはマンガンなどのクリティカルメタルの持続可能性や供給に対する懸念から、自動車にもLFP電池を使用することに新たな関心が向けられています。中国製のテスラのモデル3にはLFP電池が搭載されていますが、フォルクスワーゲンとルノーは、エントリークラスのモデルに上記の正極材を使用する可能性があることを発表しています。
 
Source: IDTechEx
 
リチウムイオン電池の性能、コスト、持続可能性の改善に関して正極材が担う役割については当然のように多くの議論がありますが、セルの開発において、リチウムイオン電池のエネルギー密度向上に役立つのは、主に負極材の領域です。具体的にはシリコンやリチウム金属を使った負極材の開発です。リチウム金属を使った負極材は、安全性をさらに高める固体電解質と併せて使用することが検討されています。リチウム金属とシリコンにはそれぞれ固有のメリットとデメリットがありますが、両者とも質量エネルギー密度と容積エネルギー密度を大幅に向上させることが可能です。また、EVの航続距離の重要性を踏まえ、多くの自動車メーカーが、リチウム金属と固体電解質、シリコンの負極技術を開発する企業と提携しています。IDTechExでは、市販のEV用セルの質量エネルギー密度と容積エネルギー密度が10年後には30~40%向上し、セルの設計や正極技術の進歩と相まって、より幅広い市場へのEVの訴求力が高まることになると予測しています。
 
セル材料、モジュールやパックの設計、熱管理など、様々な電気自動車セグメントのためのリチウムイオン技術開発について、IDTechExは調査レポート「電気自動車用リチウムイオンバッテリー 2021-2031年」を発行しています。さらに詳しくは、調査レポートでご確認ください。
 
また、IDTechExはバッテリー電気自動車関連で、多数の調査レポートを発行しています。
 
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