把純電動汽車（EV）鋰電池的性能提高至極限的措施正在推進。美國初創企業和日本軟銀分別在電極材料方面下工夫，拿出了把電池能量密度增至此前2倍的時間表。純電動汽車的續航距離也將隨之延長。力爭2022年以後實現實用化。相關技術轉用於被視為新一代電池首選的全固態電池的可能性也很高，開發競爭正日趨激烈。

　　 　 　  

　　以純電動汽車鋰電池為例，目前的能量密度為400～600瓦時/升，滿電續航距離被認為在200～400公里左右。比不上加油1次行駛600公里以上的汽油車。

      

   　　

　　被視為新一代電池首選的是全固態電池。這種電池把電解質由鋰電池等使用的液體改為固體。不易起火，安全性更高，而且能實現小型化，可將能量密度提高至2倍以上。不過在目前，仍未找到發揮充分性能的最佳材料組合。被期待2020年代前半期實現實用化。

    　　

　　作為那之前的「過渡性産品」，把鋰電池性能提高至極限的改進正在被推進。研究人員在正極和負極的材料方面下工夫，尋求把能量密度增至2倍以上。將來，如果借助積累的技術，改進全固態電池的電極材料，在新一代純電動汽車競爭中也有望顯示存在感。

    　　

　　近年來尤其受到關注的是負極。為了能儲存更多鋰離子，向普通材料石墨中加入矽的方法接近實用化。

　　　　　

 　　

　　美國初創企業Enevate Corporation將在2022年開始生産能量密度提高至此前約2倍、達到每升800瓦時的鋰電池。據稱確認具備可充放電1千次以上的足夠耐久性。

  　　

　　首先將面向電動自行車等推進商品化。計劃增加産量，到2025年用於純電動汽車。據稱通過5分鐘的快速充電，可行駛約400公里距離。該公司創始人兼首席技術官（CTO）Benjamin Park表示，「已從投資者獲得近2億美元。包括試驗生産線在內，將討論擴建設施」。

　　　　　　　

　　　　 　　

　　圍繞負極材料加入矽的鋰電池，美國西北大學和源自美國阿貢國家實驗室的初創企業NanoGraf到2022年也計劃實現實用化。預計能量密度也為800瓦時/升。生産由其他企業負責。將面向移動終端電子元器件銷售，到2025～2030年面向純電動汽車實現實用化。

 　　

　　美國初創企業Enovix也在推進同樣的研發。自2022年起，面向智慧手機和個人電腦生産負極採用矽的鋰電池。

　　　

  　　

　　此外，把負極材料從碳改為金屬鋰的措施也在推進。能儲存更多鋰離子，電池能量密度將隨之增加。

   　　

　　軟銀和美國Enpower Greentech在2021年10月宣佈，開發了1100瓦時的蓄電池。不易劣化，即使進行100次充放電，仍保持88％的能量密度。力爭到2023年以後面向小型無人機等實現實用化。將來考慮用於純電動汽車。

 　　

　　美國初創企業PolyPlus也開發了負極採用金屬鋰的蓄電池。能量密度為1200瓦時，可進行數百次充放電。該公司表示，「力爭用於無人機、家電産品乃至純電動汽車」。

   

車載電池需求將隨著純電動汽車普及而增大（REUTERS）

 　　  

　　材料的改進還在正極領域被推進。其中，提高稀有金屬鎳的摻入比率的「高鎳型」電池的開發很活躍。日本物質材料研究機構的魚崎浩平表示，「蓄電量增加，電壓提高。不過如果過度增加鎳，穩定性將下降」。據稱中韓兩國的企業等已啟動量産。

  　　

　　近年來，把廉價的硫磺用於正極的措施也在推進。日本GS Alliance將在2022年開始試銷售正極採用硫磺和碳的複合材料的電池。據稱負極採用金屬鋰，能量密度達到此前鋰電池的2倍以上。

  　　

　　新材料的課題是耐久性。以GS Alliance的新電池為例，社長森良平表示，「使用30～40次後，能量密度就將減半」。目前的鋰電池可進行約4千次充放電，使用10年時間。

       

     　　

　　如果往電極材料中加入矽和硫磺等，存在只要重覆進行充放電，電極發生變形或化學反應産生的異物可能導致短路。企業和大學正在對電極材料的形狀和結構下工夫，推進提高耐久性的研究。

  　　

　　脫碳化趨勢推動需求增加，日本國內企業「賴以依靠」的是開發能力

  　　

　　隨著邁向脫碳化，純電動汽車的需求正在增加，蓄電池市場也有望持續擴大。英國調查公司IDTechEx的數據顯示，純電動汽車鋰電池的市場規模2021年為473億美元，到2030年有望增至1993億美元。

　　 　  

　　瑞穗研究技術(Mizuho Research & Technologies)的高級主任經濟學家山本武人表示，如果高能量密度的改進型電池等實現實用化，「將推動純電動汽車進一步普及，市場將進一步加速擴大」。

  　　

　　不過從實際份額來看，日本被中國和南韓遠遠甩在後面。南韓調查公司SNE Research的統計顯示，從2021年1～8月的純電動汽車電池的全球份額來看，首位為中國寧德時代新能源科技（CATL），達到30.3％，第2位是南韓LG能源解決方案（24.5％），第3位是松下（13.3％），第4位是比亞迪（7.7％）。南韓SK創新（5.4％）排在第5位。

  　　

　　日本零部件企業的份額也在下滑。截至2010年代中期，正極、負極、電解液和隔膜等4種主要零部件大多為日本製造，但現在首位寶座全部被中國奪走。

 　　

　　日本依靠的是新一代電池的開發能力。歐洲專利局和國際能源署（IEA）2020年發佈的報告顯示，從2018年有關電池技術的世界專利申請數來看，松下和日立製作所等日本企業佔到3分之1，數量最多。據稱2014～2018年申請的全固態電池專利數的54％來自日本。日本能否發揮這種優勢、開發出劃時代的新型電池，掌握「後鋰電池」時代的主導權？企業的認真程度受到考驗。

  　　

　　日本經濟新聞（中文版：日經中文網）草鹽拓郎、三隅勇氣、北川舞

  　　　

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