視点：人種がEVバッテリーの供給危機を回避するために続いています

Viewpoint: Race is on to avert an EV battery supply crisis

これらの非常に必要な原材料の利用可能性の低下は、社会経済的および環境的課題に直面している国の鉱山からそれらを調達することに関連付けられた地政学的および時には評判のリスクに関する懸念の高まりと相まって、代替のバッテリー化学の検索を推進しています。

リチウムは地球の地殻で広く利用可能ですが、最近の主流のバッテリー電気自動車（BEV）の生産への最近のグローバルなプッシュにより、この原料が急上昇し、価格が指数関数的に上昇しています。 2015年には、リチウム需要の30％のみがバッテリーでしたが、2030年までにこれは95％に増加すると予想されます。

Advanced Propulsion Center UKによって最近発表されたレポートは、2025年までに控えめな世界のリチウム赤字が2025年に拡大する可能性が高いと結論付けています。現在の鉱山が世界的な需要を満たすことができない場合、バッテリーメーカーはリチウムを調達できません。 BEVの生産を停止する可能性があり、ネットゼロの排出目標が満たされないようにする必要があります。新しい鉱山を作成することはオプションですが、これには何年もかかります。

リチウムの調達は唯一の問題ではありません。ニッケルとコバルトも不足しています。これらの特定の鉱物を抽出するために使用される慣行を取り巻く問題も、自動車メーカーにとって重要な考慮事項です。テスラは最近、物資を確保し、品質と倫理基準に注意を払うために、鉱山から鉱物を直接調達するための戦略を設定しました。

ルート

電化へのルートでの供給危機を回避する競争では、自動車メーカーは代替のバッテリー化学の可能性を調査しています。テスラは、モデル3およびその他の標準範囲にリチウム鉄リン酸リン酸リン酸リン酸塩（LFP）バッテリーを使用しています。 LFPバッテリーのエネルギー密度は低いですが、充電と安全性の特性はニッケルベースのカウンターパートよりも優れており、より長い寿命の恩恵を受けています。

現在開発中の他のバッテリー化学には、将来のリチウムイオン電池の必要性を置き換えることができるグラフェンバッテリーが含まれます。バッテリーメーカーの場合、グラフェンには、充電時間の速度、摩耗、安全性の向上、寿命が長くなるなど、既存のリチウムイオン化学に比べていくつかの利点があります。現在、主な欠点はコストですが、これは将来減少する可能性があります。中国の自動車メーカーであるGACは、昨年生産された全電気SUVであるAion Vにグラフェンバッテリーを使用して最初に販売しました。

オールソリッドステートバッテリー（ASSBS）も多くのイノベーション活動の焦点であり、特許出願活動は激しいものです。 R＆Dのこの領域は、少なくとも短期的には、標準のリチウムイオンバッテリーのエネルギー密度を2倍にする可能性があるため、EVバッテリーメーカーの「聖杯」と言われています。この技術には、液体電解質を固体電解質に置き換えることが含まれます。これは、より重いがバッテリー性能を向上させる可能性があり、重要なことには運転手にとって運転範囲を増やすことができます。

サムスン、パナソニック、LG、トヨタなどのリチウムイオンの特許出願大手は、この分野で活動しており、ソリッドステートのイノベーションを前進させ続けることが期待できます。特にトヨタは、ソリッドステートテクノロジーを採用しているようであり、2014年から2018年の期間に欧州特許局（EPO）のソリッドステートテクノロジーに関連するすべての特許出願の約15％を提出する責任がありました。ほんの数年後、ほとんどの自動車メーカーはすでにこの技術を開発するためにハイテクパートナーと協力しています。

まだ商業化されていませんが、EVバッテリーの供給危機を回避するためのレースのもう1つのランナーは、ナトリウムイオン技術です。リチウムイオン電池と建設が類似しているにもかかわらず、ナトリウムイオン電池は、主に塩化ナトリウムを使用しているため、環境にやさしい可能性があります。リチウムイオン電池とは異なり、それらはニッケル、コバルト、マンガンに依存しておらず、代わりに塗料の色素としてより一般的に使用されるフェロシアニド塩であるプロイセンブルーなどの広く利用可能な材料を使用しています。ハイテク企業のナトロンは、多くの業界をリードするナトリウムイオンバッテリー技術を開発しており、2023年に商用製品の大量生産を開始する予定です。

急速

EVSへの競争は、自動車業界がこれまでに見た中で最大かつ最も急速な変化であり、新しいバッテリー化学を見つけることを目的としたイノベーション活動のレベルは前例のないものです。

EPOが発行したデータは、非リチウムイオン化学発明の特許出願が着実に増加していることを確認しています。将来どのテクノロジーが支配的になるかは不明のままですが、勝者は、運転者が期待するパフォーマンスを提供するより持続可能なソリューションを提供しながら、供給危機を回避できるものである可能性があります。

ベン・パーマーは、欧州知的財産会社のパートナーおよび特許弁護士です。 ウィザーズ＆ロジャース。彼は、バッテリー技術とEV業界の専門知識を持っています。