次世代バッテリーの実用化にはまだまだ時間が必要
カリウムイオン電池も、ナトリウムイオン電池と同様に電極素材の違いにより、カリウムイオンが正負の電極間を移動して充放電を行う。資源が豊富なほか、高速充電が可能で、ナトリウムイオン電池より電極電圧が高く大容量にできる。ただし、まだ研究段階で、実用化への検証はこれからのようだ。
リチウム硫黄電池は、正極（＋極）に硫黄、負極（−極）側にアルカリ金属のリチウムを使う。正極側にコバルト酸リチウムなどを使う既存のリチウムイオンバッテリーと、正負電極の扱いが逆だ。電極材料の原子量が小さいことから、軽量かつ大容量にできる期待があり、硫黄は豊富に手に入る材料だ。一方、充放電の繰り返し寿命が短いこと、容量の低下が起こりやすく、充放電の様子が非線形であるため、急速放電を予防する安全回路の設定などが必要になるとされ、これらの課題はEVにとって重大だ。
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全固体フッ化物イオン電池は、銅と窒素から構成される窒化銅を正極材料に使い、充放電の仕組みはリチウムイオンバッテリーと同様だ。容量が大きいことから、既存のEVの2倍の走行距離を実現できると期待されている。ただし、これも研究の段階だ。
次世代バッテリーへの期待は大きい。しかし、いまのリチウムイオンバッテリーは、1976年に研究開発され、そこから5年後の81年には三洋電機が特許を出願している。そして、ノーベル化学賞を受賞した旭化成の吉野 彰らによって85年には実用化への道が拓け、91年にソニーが商品化した。この間、わずか15年だ。
次世代といわれるバッテリー技術はさまざま現れるが、原価を含め、実用化されるまでに時間を要したのでは世代交代が難しくなる。全固体電池でさえ、2011年以降開発が勢いづいたが、量産できているのは汎用の小規模な水準で、15年を過ぎた今日なお、EV用の実用化は中国の一部にとどまる。
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将来への視点として、世界の自動車保有台数は現在16億台を超えているが、自動運転化が進み、ロボタクシーなどを通じ総数が減っていく可能性がある。カーシェアリングも浸透したいま、自家用車の稼働率は約10%（駐車時間がおよそ90%）でしかないからだ。それでも新たに次世代バッテリー工場を建設し、企業は採算が合うのか。未来の新しい交通の在り方を踏まえ、単に既存のリチウムイオンバッテリーの代替というだけでない視点で、EV用バッテリーの将来を検討する必要があるだろう。
※記事内の一部にAIにて生成した画像を使用しています
