トヨタが次世代電池の開発ラインを初公開。バイポーラ型LFP（リン酸鉄リチウム）の重要技術を見た

POST：2023.09.19
TEXT：桃田健史

トヨタが、次世代BEVで重要な技術となる車載リチウムイオン電池について、その製造方法の一部を報道陣に公開した。
その中で、トヨタが次世代電池普及版と称する、比較的価格を抑えることができるリン酸鉄リチウムを使った電池の製造工程の一部を見た。

最新モノづくり現場を紹介する異例イベント

トヨタは2023年9月中旬、地元豊田市とその周辺で一部報道陣を対象とした「モノづくりワークショップ」を実施した。
2023年6月に静岡県裾野市にあるトヨタ東富士研究所で、先進技術を一挙公開した「テクニカルワークショップ」のフォローアップという位置付けだ。

モノづくりワークシップでは、テクニカルワークショップで見せた技術が実際、どのように考案され、議論され、そして生産技術に反映しているかを詳しく紹介するというわけだ。

これまでトヨタが報道陣を含めた外部関係者には非公開としてきた、貞宝工場や明知工場の内部を公開するなど、極めて珍しい内容であった。
CPO（チーフ・プロダクション・オフィサー）の新郷和晃氏は「人中心のモノづくりで、工場の景色を変え、クルマの未来を変えていく」と、トヨタの次世代事業における生産技術の重要性を強調した。

トヨタが公開した5種類の次世代電池。出典：トヨタ

バイポーラ型を採用する理由

まず、貞宝（ていほう）工場から視察した。
最初に見たのは、2021年に開設したスタートアップスタジオ。
ここでは、次世代技術について様々な部署の人が気軽に意見交換ができるラウンジがあり、そのすぐ隣には各種工具が工作機械が用意されたモノづくり工房がある。アイディアをスピーディに形にして、試作開発や量産開発をバックアップする仕組みだ。

こうした場が次世代電池やモーターの開発のヒントを生んでいる。
貞宝工場の一角には、次世代電池普及版の開発ラインがある。
6月のテクニカルワークショップでは、2026年から2028年にかけて合計5種類の次世代電池を量産すると発表して、報道陣のみならず自動車業界関係者の多くが驚いたばかりだ。

その中で、次世代電池普及版では正極にLFP（リン酸鉄リチウム）を使う。
LFP系電池は日本でBEV向けとしてすでに普及している三元系に比べるとコストを低く抑えることができるのが製品のメリットだと言われてきた。
三元系では、リチウムのほか、希少金属で価格の高いニッケルやコバルト、そしてマンガンを使う。一方、LFPではリチウムの他は、リンと鉄というコストが安い材料を使う。

ただし、LFP電池はエネルギー密度が低いことが課題である。
そこで、トヨタがバイポーラ型の電池構成とすることで、電池容量を稼ぐ設計を考案した。
バイポーラ型とは、従来のモノポーラ型とは違い、ひとつの集電体に負極と正極を持ち、その間をセパレーターとする構造。
トヨタでは2021年からバイポーラ型のニッケル水素電池を量産している。