【将来リチウム電池のエネルギー密度は現在の1.5倍から2倍に達する可能性があり、電池が小型化することを意味します。】
【リチウムイオン電池のコスト削減幅はせいぜい10～30％程度。半減は困難】
スマートフォンから電気自動車まで、バッテリー技術は生活のあらゆる側面に徐々に浸透しつつあります。では、未来のバッテリーはどのような方向に発展し、社会にどのような変化をもたらすのでしょうか？こうした疑問を念頭に、First Financialの記者は先月、今年リチウムイオン電池でノーベル化学賞を受賞した日本人科学者、吉野彰氏にインタビューを行いました。
吉野氏の見解では、リチウムイオン電池は今後10年間、依然として電池業界を牽引するだろう。人工知能（AI）やIoT（モノのインターネット）といった新技術の発展は、リチウムイオン電池の応用展望に「想像を絶する」変化をもたらすだろう。
想像を絶する変化
吉野は「ポータブル」という言葉を耳にした時、社会に新しい電池が必要だと悟りました。そして1983年、世界初のリチウム電池が日本で誕生しました。吉野彰は世界初の充電式リチウムイオン電池の試作機を製作し、後にスマートフォンや電気自動車などに広く普及するリチウムイオン電池の開発に大きく貢献しました。
先月、吉野彰氏はNo.1ファイナンシャル・ジャーナリストとの独占インタビューで、ノーベル賞受賞を知った後、「実感がない」と語った。「その後のインタビューで忙しくなり、あまり喜べませんでした」と吉野氏は語った。「しかし、12月の受賞日が近づくにつれ、受賞の現実味が増しています」
過去30年間で、日本人または日本人学者がノーベル化学賞を受賞しましたが、企業研究者として受賞したのは吉野彰氏を含めてわずか2人です。「日本では、研究機関や大学の研究者が受賞するのが一般的で、企業出身の研究者が受賞するのは稀です」と吉野彰氏は第一金融記者に語りました。また、産業界からの期待も強調しました。企業内にはノーベル賞レベルの研究が数多く存在するものの、日本の産業界はリーダーシップと効率性を向上させる必要があると考えています。
吉野彰氏は、人工知能（AI）やIoT（モノのインターネット）といった新技術の発展が、リチウムイオン電池の応用展望に「想像を絶する」変化をもたらすと考えています。例えば、ソフトウェアの進歩は電池設計プロセスや新材料開発を加速させ、電池の使用にも影響を与え、最適な環境で電池を使用できるようにします。
吉野彰氏は、自身の研究が地球規模の気候変動問題の解決に貢献することにも強い関心を寄せています。第一金融記者の取材に対し、受賞の理由は2つあると述べました。1つ目は、スマートモビリティ社会の発展に貢献したこと、2つ目は、地球環境保護のための重要な手段を提供したことです。「環境保護への貢献は今後ますます顕著になるでしょう。同時に、これは大きなビジネスチャンスでもあります」と、吉野彰氏は金融記者に語りました。
吉野彰教授は名城大学での講義で、地球温暖化対策として再生可能エネルギーや電池の活用に国民の期待が高いことを踏まえ、環境問題への考えも含めた独自の情報を発信すると学生に語った。
バッテリー業界を支配するのは誰か
バッテリー技術の発展はエネルギー革命を引き起こしました。スマートフォンから電気自動車まで、バッテリー技術はあらゆるところに浸透し、人々の生活のあらゆる側面を変えています。将来のバッテリーがより強力になり、より低コストになるかどうかは、私たち一人ひとりに影響を与えるでしょう。
現在、業界はバッテリーの安全性の向上とエネルギー密度の向上に注力しています。バッテリー性能の向上は、再生可能エネルギーの利用を通じて気候変動への対応にも貢献します。
吉野氏は、リチウムイオン電池は今後10年間、依然として電池業界を牽引するだろうと見ているが、新技術の開発と台頭も、業界の評価と見通しを引き続き強化していくだろうと見ている。吉野氏はファーストビジネスニュースに対し、将来、リチウム電池のエネルギー密度は現在の1.5倍から2倍に達する可能性があり、それは電池が小型化することを意味すると語った。「これにより材料が減り、コストは削減されますが、材料費が大幅に下がることはないでしょう」と吉野氏は述べ、「リチウムイオン電池のコスト削減はせいぜい10%から30%程度です。価格を半分にするのはより困難です」と付け加えた。
将来、電子機器の充電速度は速くなるのでしょうか？吉野彰氏は、携帯電話は5～10分で満充電できると述べ、これは実験室で既に実現されていると述べました。しかし、急速充電には高い電圧が必要であり、バッテリー寿命に影響を及ぼします。現実には、多くの場合、それほど急速充電は必要ないかもしれません。
初期の鉛蓄電池から、トヨタなどの日本企業の主力であるニッケル水素電池、そして2008年にテスラ・ロースターが使用したリチウムイオン電池まで、従来の液化リチウムイオン電池は10年間、動力用電池市場を席巻してきました。今後、エネルギー密度と安全性の要件と従来のリチウムイオン電池技術との間の矛盾はますます顕著になるでしょう。
海外企業による実験や全固体電池製品について、吉野彰氏は「全固体電池は未来の方向性を示すものであり、まだ改善の余地は大きいと思います。近いうちに新たな進展が見られることを期待しています」と述べました。
吉野氏はまた、全固体電池はリチウムイオン電池と技術的に類似していると述べた。「技術の進歩により、リチウムイオン電池の泳動速度は最終的に現在の約4倍に達する可能性があります」と、吉野氏はファースト・ビジネス・ニュースの記者に語った。
全固体電池は、固体電解質を用いたリチウムイオン電池です。従来のリチウムイオン電池の爆発の危険性がある有機電解質を固体電解質に置き換えることで、高エネルギー密度と高い安全性という2つの大きな問題を解決します。固体電解質は、従来の電解質に代わる電池よりも高いエネルギー密度を持ち、同時により大きな出力とより長い使用時間を実現しており、これは次世代リチウム電池の開発トレンドです。
しかし、全固体電池は、コスト削減、固体電解質の安全性向上、充放電時の電極と電解質の接触維持といった課題にも直面しています。現在、多くの世界的な大手自動車メーカーが全固体電池の研究開発に多額の投資を行っています。例えば、トヨタは全固体電池を開発していますが、そのコストは非公開です。研究機関は、2030年までに世界の全固体電池需要が500GWhに近づくと予測しています。
吉野彰氏と共にノーベル賞を受賞したウィッティンガム教授は、固体電池がスマートフォンなどの小型電子機器に初めて使用される可能性があると述べた。「大規模システムへの応用には依然として大きな課題が残っているからです」とウィッティンガム教授は述べた。
投稿日時: 2019年12月16日