さまざまな研究が続けられている次世代電池

電気自動車（EV）や、プラグインハイブリッド車（PHEV）で、駆動用として使われるリチウムイオンバッテリーは、電極材料の原価が高いなどにより、別の案としての高性能バッテリーの登場を願う研究や開発が行われている。

そのひとつが、全固体電池といえるだろう。ほかにも、研究や開発が行われているバッテリーがある。

たとえば、リチウム硫黄バッテリーだ。これは、正極に硫黄を使い、負極にリチウムを用いる。ただし、リチウムイオンが正極と負極の間を行き来することで充電と放電を行う既存のリチウムイオン電池と異なり、充電や放電に際して、リチウム硫黄電池は、充電ではリチウムのメッキ、放電ではリチウムの溶解という、電極の素性が変わることで、電気を流す。充放電の仕方としては、補器用バッテリーとして知られる鉛酸などと同じ手法といえるだろう。

リチウムも硫黄も、資源量という点ではそれほど不安要素はないといえる。利点は、元素自体が比較的軽量であること。また、単位重さ当たりの容量が、リチウムイオンバッテリーの約2倍とされている。軽くて容量が大きければ、EVでの遠出もよりしやすいといえるだろう。

しかし、充放電のサイクル寿命は1500回とされ、リチウムイオンバッテリーの半分ほど。リチウムイオンが電極間を移動するインターカレーションではないこともあるだろう。充放電による劣化が課題とされている。現在は、実証実験を通じて開発中とみられる。

リチウム空気バッテリーは、負極に金属リチウムを用い、正極はカーボンナノチューブなどに空気を含ませる。そして、リチウムが空気と触れることで起こる化学反応を利用して、電気を流す。

単位重量当たりの電気容量が、既存のリチウムイオンバッテリーの10倍以上（理論値）という超高容量であり、これが実用化できれば、ディーゼルエンジン車なみの一充電1000kmというのも夢ではないことになる。また、材料が軽いため、電動車の軽量化にも多大な効果があるだろう。

一方で、充放電を繰り返すサイクル寿命はまだ確立されていないとされ、実用化への道は長いかもしれない。

フッ化物イオンバッテリーは、金属フッ化物を電極とし、電極のフッ化と脱フッ化の反応を利用して電気を流す。フッ化物とは、フッ素イオンを含んだ化合物のことで、身近な例では、歯磨き剤に含まれている。このバッテリーは、金属のフッ化物を電極とし、フッ化物イオンが電極間を移動することで充放電が行われる。既存のリチウムイオンバッテリーに比べ、エネルギー密度が10倍前後といわれ、やはり大容量のバッテリーとしての期待がある。また、熱暴走などの危険性も少ないとされる。

一方、電極が短絡（ショート）する可能性や、充放電サイクルなどに課題があるといわれている。

以上のように、次世代と期待されるバッテリー方式はさまざまあり、研究や開発が行われている。だが、それが完成したとしても、可能であることと、量産し適正価格での販売を通じて事業化することには区別が必要だ。量産するには、安定した品質を確保するほか、工場建設や生産設備への投資など含め、原価の厳密な査定が必要だ。要は採算が合うかどうか。たとえ実証実験などで成立しても、それが市販の電動車にいつ採用されるかの見通しは立っていないというのが、現実ではないだろうか。

したがって、いま産業界がやるべきことは、既存のリチウムイオンバッテリーをまず使いつくすことだ。これには、電動車での使用後の二次利用の確立が不可欠である。たとえば定置型での活用などがある。そのうえで、素材リサイクルを実現し、再度バッテリー素材としての道を探ることも行われるべきだろう。

それらに際しては、電動車の中古市場の確立も忘れてはならない。現状、EVの中古車はほとんどが海外に流出している。これを国内に止め、バッテリー二次利用に回し、国内にある資源を失わないようにする手立てを確立する必要がある。

そのうえでの次世代バッテリー登場ということではないだろうか。