自動車メーカーは堅実な開発を競う

Jul 14, 2023

電気自動車の画期的な進歩として歓迎されているのが、全固体電池です。 自動車業界は、生産コストを削減しながら航続距離と安全性を向上させる可能性があるこの技術に多額の投資を行っている。

欧州の主要自動車メーカーはすべて、内燃機関を段階的に廃止するという2035年のEU規制の期限を守るために急いでバッテリーを採用している。

メルセデス、BMW、フォルクスワーゲンは現在、標準的なリチウム電池を採用しています。 しかし、彼らはまた、いわゆる全固体電池の研究開発に多額の資金を投入している。

自動車業界が内燃機関を廃止して炭素排出量の削減を目指す中、バッテリーは化石燃料であるガソリンに代わる有力な電源となっている。 電気自動車（EV）の発展により、航続距離の長い自動車用バッテリーの需要が生まれています。

全固体電池は、より高いエネルギー密度とより速い充電とともに、現在使用されている電池に比べてこの利点を提供する可能性があります。 彼らはより軽くて安全であることが証明される可能性があります。

単 3 形や単 4 形のような単純な使い捨て電池から、EV で使用されるような充電式電池まで、電池の使用法も 1800 年代に発明されて以来、大きく進化してきました。

「バッテリーは21世紀最大の技術革新であり、私たちの世界を完全に変えつつあると思います」とドイツのデュイスブルクにある自動車研究センター所長のフェルディナンド・デューデンヘファー教授はDWに語った。

電池には主に一次電池と二次電池の 2 種類があります。 一次電池は使い捨て電池とも呼ばれ、充電できません。 それらは寿命を通じて安定したエネルギーを提供しますが、より多くのエネルギーを生成するために元に戻すことはできません。 最も一般的なタイプはアルカリ電池で、低電力のスタンドアロン デバイスで広く使用されています。

一方、二次電池は、電圧を印加することで化学反応を逆転させ、充電可能にします。 鉛蓄電池、ニッケル水素電池、およびリチウムイオン電池はすべて自動車産業で使用されており、特に軽量のリチウム電池が使用されています。 テスラは電気自動車用のリチウム電池に大きく依存しています。

リチウム電池は液体電解質溶液に依存しており、電池が機能するために必要に応じてリチウムイオンが移動することができます。 全固体電池では、科学者たちはこの液体電解質を固体電解質に置き換えることに成功しました。 これにより、正極と負極の接触を防ぐために必要な重いセパレータ部品を不要にすることができます。

引火性の液体電解質が含まれていないため、火災の危険が軽減され、液体状態のバッテリーと比較して安全性が高くなります。

日本とヨーロッパの研究所でのテストでは、このバッテリーに多くの可能性があることが示されており、最近トヨタは全固体電池による画期的な進歩を発表しました。 7月初旬、日本の自動車メーカーは、自動車の製造に使用される材料の製造プロセスを簡素化したと発表した。 世界第2位の自動車メーカーであるトヨタは、2025年までに全固体電池を搭載した自動車を生産する計画を発表した。

全固体電池はエネルギー密度が高いため、長距離にわたって自動車に電力を供給できるため、航続距離が向上します。これは、EV に関して消費者とメーカーの両方にとって重要な問題です。

全固体電池技術は非常に重要であるため、フォルクスワーゲンは2010年に設立された全固体電池会社QuantamScapeの筆頭株主となった。7月下旬、自動車分野のパートナーと提携しているというニュースで同社の株価は急騰した。業界初の商用製品の発売の可能性について。

メルセデス・ベンツも、2030年までに完全電気自動車化を計画している。また、台湾の全固体電池の開発・製造会社プロロジウムなどの企業とも提携を結んでいる。

しかし、全固体電池は多くの利点がある一方で、電池寿命が短いとも考えられています。 オックスフォード大学材料科学博士課程の学生であるロレンツ・オルブリッチ氏は、これらのバッテリーでは亀裂が発生したり成長したりする可能性があり、「そのためバッテリーの寿命が短くなる」とDWに語った。