EV電池メーカーはより安価な電池材料の開発を競う

現在のEVはリチウムイオン電池で動作しており、リチウム、コバルト、マンガン、および価格が高騰している高級ニッケルが必要となります。

米国と欧州の新興企業は、豊富で安価な2つの材料、ナトリウムと硫黄を使った新しい電池の開発を競っている。これにより、中国の電池の優位性が低下し、差し迫った供給のボトルネックが緩和され、電気自動車の大衆市場化につながる可能性がある。

現在のEVはリチウムイオン電池で動作しており、そのほとんどはリチウム、コバルト、マンガン、価格が高騰している高級ニッケルで作られている。

西側のメーカーはアジアのライバルに追いつくのに苦労しており、自動車メーカーは２０年代半ば頃に供給のボトルネックが自動車生産に打撃を与えると予想している。

2025 年以降に登場する将来の EV は、現在のリチウム イオン電池よりも最大 3 分の 2 安価なナトリウム イオンまたはリチウム硫黄電池セルに移行する可能性があります。

しかし、彼らの約束は、ベルリンに本拠を置くTheionや英国に本拠を置くFaradion、そして米国のLytenなどの新興企業による電気化学のブレークスルーの可能性にかかっている。

新しいバッテリーの化学構造には、克服すべき問題があります。 ナトリウムイオン電池はまだ十分なエネルギーを蓄えていませんが、硫黄電池はすぐに腐食しやすく、長持ちしない傾向があります。

それでも、十数社の新興企業が、新しい種類の電池を開発するために数百万ドルの投資と政府補助金を集めている。

今のところ、原料の採掘や精製を含め、電池生産は中国が独占している。

英国に本拠を置くコンサルタント会社ベンチマーク・ミネラル・インテリジェンスは、中国が現在世界のコバルト精製能力の75パーセント、リチウム加工能力の59パーセントを保有していると推定している。

「われわれは依然として中国からの材料サプライチェーンに依存している」と英国のナトリウムイオン電池新興企業ファラディオンのジェームズ・クイン最高経営責任者（CEO）は語る。同社は昨年インドの複合企業リライアンスに買収される前にイノベイトUKから100万ドル以上の政府補助金を受けていた。 1億1,700万ドルで。 「その世界的な地政学的な影響を見ると、それはエネルギー安全保障、経済安全保障、国家安全保障に対する課題です。」

アジアの電池大手も新しい化学の開発に取り組んでいる。 中国のCATLは2023年にナトリウムイオン電池の生産を開始する計画を発表した。韓国のLGエナジーソリューションは2025年までにリチウム硫黄電池の製造開始を目指している。

EV バッテリーの最も高価な要素は正極であり、バッテリーセルのコストの最大 3 分の 1 を占めます。

現在、ほとんどの EV バッテリーは、ニッケル コバルト マンガン (NCM) またはリン酸鉄リチウム (LFP) の 2 種類の正極のいずれかを使用しています。

NCM カソードはより多くのエネルギーを蓄えることができますが、高価な材料 (ニッケル、コバルト) を使用します。 LFP カソードは通常、それほど多くのエネルギーを保持しませんが、より安全で、より豊富な材料を使用しているため、より安価になる傾向があります。

ニッケルやコバルトなどの主要な正極材料の価格は、過去 2 年間で急騰しました。

そのため、多くの企業が、技術的な限界を克服できれば、ナトリウムや硫黄など、より安価で豊富な物質を代替することを望んでいます。

「ナトリウムイオンは、特に中国、インド、アフリカ、南米などのコスト重視の市場における定置式貯蔵庫やローエンド車に確実に居場所がある」と、LG化学の元幹部でコンサルタントのプラバカール・パティル氏は言う。

「硫黄リチウムの導入コストは、最も低コストになる可能性があるにもかかわらず、より高くなる可能性が高く、最初の用途は家庭用電化製品となるだろう」とパティル氏は述べた。

ミシガン州に本拠を置くアマンダリーと英国の新興企業AMTEパワーは、主な正極成分として塩化ナトリウム（基本的に食塩）を使用したナトリウムイオン電池を開発している。 3 つの最も高価な電池材料であるリチウム、コバルト、ニッケルは必要ありません。

英国バッテリー工業化センター（バッテリーの化学実験のために新興企業に生産ラインを貸し出している国からの資金提供で1億3000万ポンド（1億5300万ドル）の工場）のマネージング・ディレクター、ジェフ・プラット氏は、ナトリウムイオンの新興企業のセルを電池に適合させようとしていると述べた。生産スケジュールが詰め込まれているのは、新しくより優れた電池の開発の最前線に立ちたいという英国の希望にとって、それが「戦略的に重要」だからだ。

米国のライテン社とコナミクス社、ドイツのジオン社、ノルウェーのモロー社は、依然として少量のリチウムを必要とするが、ニッケルやコバルトは必要としないリチウム硫黄正極を開発している。

これらの新興企業は、遍在する正極材料（硫黄は肥料に広く使われているため、塩と同様に安価）を使用することで電池コストを最大3分の2削減でき、EVが中流階級を超えて手頃な価格になる可能性があると主張している。

現在のEVバッテリーパックの価格は通常10,000ドルから12,000ドルの範囲です。

コナミクスのシャーロット・ハミルトン最高経営責任者（CEO）は、「世界最大手の自動車メーカー数社と決めた目標を達成できれば、レースに出場できる」と語った。

電池新興企業らは大手自動車メーカーと協議していると述べ、そのうちの一部は、2010年代末までに量販EVに搭載される可能性のある新しい電池のテストを積極的に行っているという。 自動車会社は選択肢をオープンにしておくことに熱心だ。

フォードの電気ピックアップトラック「F150ライトニング」の主任エンジニア、リンダ・チャン氏は「時間が経てば、さらに多くの（バッテリーの）化学的性質が明らかになるだろう」と語った。 「それらの化学反応を利用しないのは愚かです。」

テスラの2020年のバッテリーデーで、イーロン・マスク最高経営責任者（CEO）は、「真に手頃な価格の」EV（主に鉄ベースのLFP電池セルを使用）やより大型の電気自動車を製造するには、異なる材料を使用したリチウムイオン電池への「3段階のアプローチ」が必要になると述べた。コバルトまたはアルミニウムの陰極材料を備えたニッケルベースの NCM または NCA セルを使用する強力で高価な EV。

電池開発者らは、自動車業界に公開されている電池の範囲にナトリウムイオン電池とリチウム硫黄電池を追加できることを期待している。

アドバイザリー・ノムラ・グリーンテックのマネージング・ディレクター、ダンカン・ウィリアムズ氏は、最近の発見により、エネルギー密度やサイクル寿命などの問題におけるギャップが縮まりつつあり、「そのため、将来的にはこれらの代替案の両方が市場シェアを獲得すると予想される」と述べた。

ミシガン州に本拠を置くアマンダリーは、すでに中国の海寧にある工場でナトリウムイオン電池を生産しているため、これらの電池は米国のインフレ抑制法に基づく奨励金の対象にはならない。

同社は北米にも工場を建設する予定だとしている。

パートナーのエイミー・チェン氏は、アマンダリーの最初の交通用途は電動二輪車になる可能性が高いと語る。

コスト上の利点は別として、Amandarry のバッテリーは 15 分で 80% と非常に速く充電できるとチェン氏は言います。

AMTE Powerの最高経営責任者（CEO）Kevin Brundish氏は、同社は当初、エネルギー密度がそれほど重要ではない、送電網事業者が使用するような定置型エネルギー貯蔵システム用の電池を発売すると述べた。

ファラディオンのクイン氏は、同社のバッテリーもすでにLFPセルと競争力があり、アグリビジネス大手のICMオーストラリアとエネルギー貯蔵の合弁事業を設立したと述べた。

クイン氏は、比較的小規模な場合、ファラディオンの電池は鉄ベースのLFP電池よりも3分の1安価になるはずだと述べた。

同氏は、ファラディオン氏が「ほぼすべての大手自動車会社」と協議を行っていると述べた。

「今後 3 ～ 5 年以内に、（私たちのバッテリーが）路上で目にすることになるでしょう。」

投資ウェブサイトのピッチブックによると、硫黄は電池で機能させるには「邪悪な硬い化学物質」であると、カリフォルニアに本拠を置く新興企業ライテン社の最高電池技術責任者セリーナ・ミコライチャク氏は語る。ライテン社は投資家から4750万ドルを集めているという。

しかし、これは「未来の化学、電池を大量市場に出す化学」だと彼女は言う。

Theion（古代ギリシャ語で硫黄を意味する）の最高経営責任者（CEO）であるウルリッヒ・エーメス氏は、硫黄の問題は腐食性が非常に高く、30回の充電でバッテリーが死んでしまうことだと語る。

しかし同氏は、少数のエンジェル投資家や個人投資家の支援を受けているベルリンに本拠を置く同社が、EVの寿命を延ばすリチウム硫黄電極の処理とコーティング方法を開発したと述べた。

ザイオンは今年後半に、商用ロケットの打ち上げ時にポンプに電力を供給するためのバッテリーの供給を開始する予定だ。 エーメス氏は、同社は2024年に自動車メーカーへのテストセルの送付を開始する予定で、最初の量産EV用途は2027年頃になると予想していると述べた。

ザイオンは、同社のリチウム硫黄正極が標準的な NCM セルの 3 倍のエネルギーを蓄え、超高速で充電でき、バッテリーセルのコストを 3 分の 2 に削減し、1 キロワット時あたり約 34 ドルに削減できると考えています。

「安くて、エネルギー密度が高いので、迷うことはないようです」とエーメス氏は語った。

新しい電池技術の育成に投資する英国政府のプログラム、ファラデー・バッテリー・チャレンジのディレクター、トニー・ハーパー氏は、自動車業界はリチウム、コバルト、マンガン、ニッケルの供給に対する懸念を強めており、そのため新しい化学物質が不可欠であると述べた。

ハーパー氏は「これは、非常に困難な状況になるだろうと我々が考えていたような負担を強いられることになるだろう」と語った。

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