最近メルセデス・ベンツとステランティスがスタートアップ企業との固体電池開発投資契約を結びました。注目されているバッテリーテクノロジーですが、その現実は厳しいようです。Lei Xing氏の英文記事を全文翻訳でお伝えします。
元記事：Reality sets in for solid-state batteries “at least a vehicle generation away” by Lei Xing
Fisker社CEOのコメント
固体電池とは、充電・放電の際にイオンを運ぶ電解質が通常液体なのに対して、その名の通り固体であるものを言い、電気自動車関連の中でも約束されたテクノロジーの1つです。固体電解質は安全性を飛躍的に高め、リチウム金属のような新しいタイプの負極素材を利用可能にし、現在のリチウムイオンバッテリーセルに比べて2倍のエネルギー密度が得られます。大幅な航続距離の延長と充電時間の短縮が約束されています。
しかしHenrik Fisker氏は約4年前に業界と彼自身が称賛したこのテクノロジーに関して、かなり違う見解を持っています。Fisker氏は米国スマートEVスタートアップであるFiskerのCEOで、先月開催されたオートモビリティLA（LAオートショーの一部でプレス・業界関係者向けのショー）でのインタビューに応えてくれました。
「すぐ次の世代で、固体電池が使われた車両を見ることはないでしょう。個人的には、大量生産車両用の固体電池を具体化できる段階に近づいているとは考えられません。よってその選択肢は私にはないです」。
CES 2018でインタビューした際には、彼はこのテクノロジーに関してかなり強気でいました。Fisker氏は極めて低い温度でも動き、コストが低く（$65/kWh≒約7,400円/kWh）、同等のリチウムイオン電池に比べて2.5倍パワフルな固体電池に取り組んでいました。会社は大手バッテリーメーカーのサムスンやLGにプロトタイプを提供して大量生産に入り、開発した技術をライセンス化して中国の潜在的な顧客に提供する準備もできていると話していたのです。
固体電池研究の見方はどう変わったのか
「当時は固体電池の潜在性に、かなり盛り上がっていました。しばらく取り組んだ後、固体電池を開発するのと、別のものを作り上げるのはかなり違うと分かったのです」。Fisker氏は、10階建てのビルを例に取って、固体電池開発の難しさを語りました。「何かを90%終わらせたら、最後の1階部分だけが残っていて、あとどれ位時間がかかるのか明確に分かるものですよね。でも固体電池に関しては、90%までは大興奮で進めるのですが、残り10%がどれだけ難しいのか分かっていないのです。その段階まで来て、初めて想像していたよりかなり難しいと分かる。あの時（最後のインタビュー時）は理解しようとしている段階で、そのことを知らなかったのです」。
その後何が起こったかと言うと、CES 2020でFiskerがオーシャンのコンセプトカーを披露した際、固体電池にはこれ以上資金を使いたくないと却下されていました。2022年後半にローンチするオーシャンのプロダクションモデルには、代わりに中国のバッテリー大手CATLが提供するLFPかNCMバッテリーが採用されます。
他企業からの発表を見ても、Fiskerと同意見のようです。少なくとも20年代後半までは主流になれないというもので、従来予想されていたよりもかなり遅くなっています。
例えば日産は、11月29日に発表された長期ビジョンNissan Ambition 2030において、2028年までに全固体電池（ASSB）の自社開発・大量生産を目指すとしています。日産は、ASSBによりバッテリーパックのコストが2028年までに$75/kWh（約8,500円/kWh）、2030年以降に$65/kWh（約7,400円/kWh）まで下がり、EVとガソリン車のコストは同等になると予測しています。$65/kWhという魔法の数字はFiskerが言及してから10年も後に達成されるということです。少なくとも日産の見解では。
メルセデス・ベンツとステランティスは、米国に拠点を置く固体電池スタートアップのFactorial Energyとの共同開発及び投資契約を11月30日に発表しました。しかしメルセデス・ベンツはこの技術を、これから5 年間の間に出る「小さなシリーズ」の「限られた台数」に使うと表明し、ステランティスも2021年7月のEVデーに、競争力のある最初の固体電池技術を2026年までに導入すると発表しており、これも大量生産を意味してはいないようです。したがって、メルセデス・ベンツとステランティスから出る固体電池を使った車両を大量に見られるのも、20年代最後の方になるでしょう。
Factorialは現代自動車グループとも協業しており、自社開発のFEST™ (Factorial Electrolyte System Technology)に自信を持っています。FEST™は、高圧・高容量の電極が入ったセルのパフォーマンスを、安全かつ信頼性のおけるものにする、特許取得済みの固体電解質を使っています。40Ahセルまで拡大された初の固体電池テクノロジーで、 室温で働き、主な既存セル生産設備に対応可能で、OEMにとっては新しいバッテリーテクノロジーに変える際にかかるコストや複雑性を減らせるメリットがあります。
中国では、恐らくNIOが何らかの固体電池を使用したモデルをローンチするのに一番近い所にいます。今年NIO Day 2020で150kWhのハイブリッド固体電池を発表し、そのエネルギー密度は360Wh/kgで、次に来るET7のNEDC航続距離が1,000kmを越えるとしています。社は2022年第4四半期にET7をローンチする予定です。
このハイブリッド固体電池の裏には、中国科学院物理研究所のKey Laboratory of Renewable Energy（清洁能源实验室）が2016年に創設したBeijing Welion New Energy Technology Co., Ltd （北京卫蓝新能源科技有限公司）がいます。この会社は最近Xiaomi、Huawei、NIOキャピタルから5億元（約89億6,174万円）のシリーズC資金調達を完了して50億元（8,956億2,221万円）企業となり、固体電解質でコーティングしたセパレーターを、江蘇州溧陽市内に3つある自社工場のうち1つで生産する契約を締結しました。
NIOのハイブリッド固体電池に関わっていると噂される企業には他に、清華大学が設立したQingTao (Kunshan) Energy Development Co., Ltd.（清陶（昆山）能源发展股份有限公司）や、いわゆる固体リチウムセラミック電池の開発・大量生産に世界で初めて成功したという台湾のProLogium Technology （PLG：輝能科技）がいます。
未来は明るいが現実は厳しい
固体電池開発に関わる企業は世界で50を越えると見られており、その勢力図は主に3つに分かれます。大手メーカー（トヨタ、ホンダ、日産、BYD）、大手バッテリーサプライヤー（LG、サムスン、CATL）、そしてメーカーから多額の投資を得たスタートアップ（Factorial、QuantumScape、SolidPower、SES、Welion）です。
近い将来、量産とコスト削減に加え、これらの会社は技術的なブレークスルーを達成せねばなりません。まず各々一長一短の特色がある固体電解質の酸化物、硫化物、ポリマー、薄いフィルム。さらに高エネルギー密度や安全性、長寿命を達成するのに不可欠な高純度カドミウム、炭化ケイ素、リチウムメタルです。
中国のことわざで、「未来は明るいが現実は厳しい」というものがあります。業界は固体電池の現実について理解をし、その総意は大規模な採用や生産はすぐにはできないというものでした。
（翻訳・文／杉田 明子）