固体電池が将来の電気自動車の実現に近づく

広く使用されているリチウムイオン電池の最も堅牢な代替品であり、改善された安全性、より高いエネルギー密度、長寿命、そして高速充電という利点を備えたものが、いよいよ実現しようとしています。

この有望な代替品は固体電池（SSB）であり、液体電解質を固体電解質に置き換えることで火災リスクを排除し、よりコンパクトな設計を可能にし、さらに劣化前の充電サイクル数を増やすことができます。

カリフォルニア大学による最近の研究¹はこの技術をレビューし、電気自動車だけでなく消費者向け電子機器やエネルギー貯蔵も変革できると結論付けました。すべての鍵は化学とエンジニアリングにあります。

「液体を除去し、代わりに安定した固体材料を使用することで、過熱や火災のリスクなしに、一度により多くの電力をバッテリーに安全に供給できるようになります。」

– 主著者 Cengiz Ozkan、UCR機械工学教授

従来のリチウムイオン電池で使用される液体は時間とともに劣化し、火災リスクを伴い、充電速度を制限しますが、固体電池に使用される固体材料はより安定した安全な環境を提供し、より効率的な充電を実現し、安全性の懸念を減らします。

現在のリチウムイオン電池に比べて優れた特性を持つ固体電池は、企業間で大きな関心を集めていますが、技術はまだ開発段階にあります。しかし、長くは続きません。

実世界での検証：電気自動車における固体電池（QS/VW デモ）

今週、固体電池開発企業QuantumScape (QS )は、ビジネスパートナーのPowerCoと共に、エネルギー密度の高い固体リチウム金属電池が車両を駆動するライブデモンストレーションを実施しました。

PowerCoは、世界有数の自動車メーカーであり、ヨーロッパ最大の自動車メーカーであるフォルクスワーゲングループのバッテリービジネスです。VWはAudi、Bentley、CUPRA、Ducati、Lamborghini、Porsche、SEAT、Škodaなどのブランドを所有しています。 同社は軽商用車や重商用車（例：MAN、Scania）も製造しており、CARIADはフォルクスワーゲングループ全車両のソフトウェア・技術部門です。

VWグループとPowerCoは、長期にわたりQuantumScapeの固体電池技術に投資しており、何年にもわたりプロトタイプセルのテストを行ってきました。

今回、QuantumScape、PowerCo、そしてフォルクスワーゲングループは、世界最大級のモビリティ見本市であるミュンヘンのIAA Mobilityで初めてこの新技術を披露しました。

黒いシートを車両から取り外すと、QSE-5固体電池で完全に駆動される改造されたフル電動Ducati V21Lレースバイクが現れました。

バイクに搭載された固体電池は、QuantumScapeの独自製造プラットフォーム（Cobra生産プロセス）を使用して組み立てられ、熱処理が高速化され、フロアスペースが削減され、特定の材料工程が省かれています。一方、初のバッテリーシステムはAudiの専門家が設計し、QSのSSBセル専用に作られました。

このデモは、関係企業だけでなく電気自動車（EV）セクター全体にとっても大きな成果であり、QuantumScapeのアノードフリーセルが製造工場から実際の車両へと初めて移行したことを世界に示しました。

「本日、私たちは可能性から現実への門戸を越えました。」

– QuantumScape CEO兼社長 Dr. Siva Sivaram

同社はPowerCoとのパートナーシップにより、固体電池技術をギガワット時（GWh）規模の生産へと拡大できる立場にあり、共に「電動輸送の新時代」を切り開くと述べました。

公式発表によると、QSの固体リチウム金属電池がEVを駆動した世界初のライブデモは、バッテリー技術の大きな進歩であり、固体電池搭載EVの商業化に向けた重要な一歩となります。

この技術により、PowerCo CEOのFrank Blomeは「自動車産業がこれまでに経験した中で最大の変革」であるEV革命の推進を支援することが目標です。

SSBは高性能・プレミアム車の可能性を再定義し、今回のデモはその始まりに過ぎないと彼は付け加えました。

QuantumScapeのプロトタイプから量産へのロードマップ

従来のリチウムイオン電池がエネルギー密度と安全性の限界に近づく中、ポータブル電子機器、電気自動車、再生可能エネルギーグリッドの需要が高まるにつれ、QuantumScapeは固体電池に転換し、エネルギー密度の向上、充電速度の高速化、安全性の強化を実現し、低炭素社会への移行を支援しようとしています。

同社は現在、固体電池開発の世界的競争をリードしており、近い将来にEV市場へ本格的な固体電池を大規模に供給する準備を整えています。

最近のデモが世界に示されたことで、時価総額50億ドルの同社株価は急騰しました。執筆時点でQSは8.85ドルで取引され、年初来で70.52％上昇していますが、2020年末に記録した最高値132.73ドルにはまだ遠く及びません。