リチウムイオン電池

リチウム空気電池（LAB）は、エネルギー密度が1000Wh/kg以上と非常に高いことが特徴で、LIBと比べて原材料の調達リスクやコスト面でも優位とされている。しかし、充放電サイクル特性を含めて研究開発段階にあり、実用化までには多くの課題が残されている。全固体リチウム空気電池には、酸化物系電解電解質や固体ポリマー電解質が検討されており、LIBやLABと比較して液漏れの心配がなく、安全性にも優れている。しかし、研究開発段階にあり、実用化は早くても2030年以降と見られている。

リチウム硫黄電池（LiSB）は、正極活物質に硫黄、負極活物質に金属リチウムを使用した蓄電池で、高エネルギー密度と低コストを両立できることで注目されている。しかし、充放電サイクル特性（サイクル寿命）が短いという課題があり、様々な対策が検討されているが、実用化には至っていない。また、全固体リチウム硫黄電池は、液体電解質の課題（樹脂状組織形成、漏液、可燃性など）を固体電解質に置き換えることで軽減でき、エネルギー密度をさらに高くできる可能性がある。しかし、研究は未だ初期段階にあり、実用化は2030年以降との見方が強い。

リチウムイオン電池（LIB）を超える高容量の革新電池の開発が、2030年頃の実用化を目指して進められている。可能性がある蓄電池として、「全固体電池」、「リチウム硫黄電池」、「リチウム空気電池」などがあげられている。中でも、全固体電池への期待度は高い。現時点で、全固体リチウムイオン電池はLIBに比べて安全性・耐久性に優れ、急速充電が可能であるが、車載用の量産技術が確立されていない。

ナトリウムイオン電池（NIB）は、リチウムの代わりにナトリウムが用いられた二次電池である。2021年、中国CATLは、高価なニッケルやコバルトを使わないNFP（ナトリウム・鉄・リン）系正極材料のNIBを開発し、2023年に中国Chery AutomobileのBEVに採用された。一方、NIBの電解質を固体にしたものが、全固体ナトリウムイオン電池である。2023年に日本電気硝子が結晶化ガラス技術を発表しており、今後の高エネルギー密度化が期待されている。

「全樹脂電池」は慶應義塾大学の堀江英明特任教授が考案し、低コストの大量生産技術を確立するため、2018年10月にAPBを設立した。集電体に樹脂を採用し、活物質を特殊な樹脂でコーティングすることで電解液を不要とした全樹脂リチウムイオン電池は、低コストで安全性に優れている。2023年4月、APBは、サウジアラビア国営石油会社サウジアラムコと、同電池の共同開発に向けて連携することで基本合意した。国内に留まっていた全樹脂電池の技術開発を、海外企業との連携により加速するのが狙いである。

世界的な脱炭素化の流れの中で、EVメーカーは市場への投入機種を拡大し、低価格帯の車両を目指している。そのため車両価格の3割を占める車載電池のさらなる低コスト化が不可欠である。米国24Mテクノロジーズが開発した乾式（ドライ）電極技術は、電解液を正極材料や負極材料と混合してスラリー状にし、アルミニウム箔に塗布して液体成分を蒸発させずに使用することで、乾燥工程を省略でき、大幅な低コスト化を可能とした。これを契機に「半固体電池」の開発が急進している。

リチウムイオン電池を構成する正極材料、負極材料、セパレーター、電解液の主要4部材について、2010年代前半まで世界シェアの上位を日本企業が占めていた。しかし、2020年には中国勢の追い上げがコスト面、品質面でも顕著となり、調達リスク回避に向けた動きが始まっている。一方で、2022年には中国・寧徳時代新能源科技（CATL）が、高価なニッケルやコバルトを使わないLFP（リチウム・鉄・リン）系正極材料を用いたリチウムイオン電池を開発・販売を開始した。エネルギー密度は低いが安価なため自動車メーカーの注目を集めている。