全固体電池の生産はどうなる？ 日産自動車は、3年前の2022年4月に、全固体電池の試作生産を行う設備を神奈川県の追浜（横須賀市夏島）にある総合研究所内に設置すると発表し、公開した。ところが、今夏、日産は追浜にある生産工場を2年後の2027年に閉鎖するとした。日産は、全固体電池を搭載した電気自動車（EV）を28年に市場投入する計画であり、その行方はどうなるのか。 しかし、あまり心配する必要はなさそうだ。 ひとつは、追浜で閉鎖するのは生産工場であり、総合研究所とテストコースであるグランドライブは残される。なおかつ、新車の組み立てを行う生産工場は閉鎖するが、その土地を手放すかどうかは、さまざまな噂が出ているものの、今のところ未定だ。 次に、全固体電池の試作は総合研究所だが、量産へ向けた製造は、神奈川県内の神奈川区室町にある横浜工場で行われ、そのパイロット生産を行うラインは2024年に公開している。 試作は、できるかできないかの模索と判定であり、量産は、数多く適切な原価で安定して製造できるかという別の技術開発が必要で、総合研究所の手を離れ横浜工場へ移管されるのは、ある意味で当然の道筋だ。ここで具体的な生産技術が構築されていく。 したがって、2028年を目途とした全固体電池の市場投入へ向け、追浜の生産工場閉鎖は無関係ということになる。 横浜工場は、これまで親しみの薄い生産拠点であるかもしれない。しかしながらここは、は1933年（昭和8年）に設立しており、ここで、ダットサン14型と呼ばれる日本初の乗用車生産が行われた歴史ある場所だ。 その後、1965年に座間工場が完成したことにより、横浜工場はサスペンションなど集合体としての部品生産を専門に行うようになった。ほかに、アルミ鋳造などの技術を磨いていく。さらには、R35GT‐Rのエンジン生産や、可変圧縮比エンジンの生産も行うようになった。そして、リーフ、ノート、セレナなどのモーター生産も行っており、電動化の拠点ともいえる存在だ。 そこに、全固体電池の生産が組み込まれていくことになる。 補足として横浜工場には、日産の歴史やエンジン、電動化に関する展示施設があり、これらは見学が可能だ。横浜工場は、日産自動車の伝統と、中核となる技術が集積した工場と見ることができ、全固体電池の完成と、市場投入が待たれるところである。

固体電解質を用いる全固体電池 全固体電池とは、電極も電解質もすべて固体でできたリチウムイオンバッテリーをいう。 では、現在のリチウムイオンバッテリーはというと、電極はもちろん金属とカーボンなど炭素系で、いずれも固体だが、電解質は液体か、液体のように流動性のあるジェル状になっている。 それを全固体電池にするとなぜよいのか？ 電解質まで固体とすることにより、どのような状況においても、電極と電解質がピタリと接し続けることができるので、同じ体積でもより高性能であったり、車両へのバッテリーの積載の仕方、あるいは駐車状態や走行状態の如何を問わず、最大の性能を発揮できたりすると期待されている。 それにより、既存の電気自動車（EV）と同じ性能を目指すなら、車載量を少なくし、軽量化できたり車両価格を下げたりできるだろう。逆に同じバッテリー車載量であるとするなら、さらに遠くへ航続距離を伸ばせられると考えられている。 一方で、なかなか量産できずにいる。 一部、中国で実用化の記事も見られるが、まだ世界的な広がりにはなっていない。理由はなぜか？ すべてが固体で構成されていれば、どのような状況においても最大の性能を引き出せるというのが、全固体電池の最大の利点だ。だが、本当にそうだろうか？ マクロ的（大きく見た概念的）には、電極も電解質も固体であることにより全面が均等に接すると思える。しかし、ミクロ（微細）な視点で考えたとき、本当にすべての面が均等に接することはあり得るのだろうか？ 我々の目で一見まっ平に見えるものでも、微細に表面を見れば、小さな凹凸が発見される。つまり、鏡のように平らだと形容しても、それは微細に見て完璧にまっ平であることは稀であるということだ。 もし、それを実現しようとするなら、途方もない研磨工程を経なければならないだろう。あるいは、熱の影響で湾曲したりすることのない材料である必要もある。それには、余計な手間が掛かるはずだ。 逆に、たとえば水は、どのような隙間へも浸透してゆくことができる。ならば、液状の電解質のほうが、電極の隅々まで浸透し、接することができるのではないか。 ただし、クルマが斜めになったりすれば、液状の電解質は低い方へ下がっていくので、電極の上のほうは電解質が接しなくなる懸念は残る。 つまり、できるだけ電解質が偏らない車載の仕方をする必要が出る。それによって、客室の空間設計や、他の機器（モーターや制御機器）との配置に苦労するかもしれない。

電解質を固体にしたのが全固体電池 電解質とは、電気を帯びたものから、電気の基となるイオンを分離し、移動させる作用を促す物質をいう。つまり、バッテリーの電極からイオンを分離する働きがある。 一般に、バッテリーの電解質は液体で、クルマの補器を動かす鉛酸バッテリーも、希硫酸の電解液によって鉛合金の電極を化学反応させ、イオンを分離して電子の移動が起き、電気が流れる。 リチウムイオンバッテリーは、リチウムのイオンが移動するだけで電気が流れる仕組みで、電極の物性は変化しない。リチウムイオンの移動を促すのが電解質で、リチウムイオンバッテリーもこれまでは液体または粘性を持つゲル状だった。この電解質を、無機物の固体にしたのが全固体電池だ。電極も固体、電解質も固体（液体率が0％）なので、すべてが固体の電池ということから、全固体となる。 利点は、電解質が水溶液であったりゲル状であったりする現状では、電解質が蒸発したり、分解したり、液漏れや発火、劣化などを起こす可能性があるが、無機物の固体を使う全固体式であれば、それらの懸念を解決できる可能性がある。 また、固体であることによって、バッテリーを車載するうえで、液体の電解質が偏るなどの懸念も払拭され、つねに安定した性能を発揮し、車両に搭載する際の自由度が増すことへの期待もある。要は、縦でも横でも、自由に置けるということだ。 次に、正負極の電極間をイオンが高速移動することが期待されるので、充放電性能が向上する。かつて、固体の電解質はイオンの移動速度が遅いとされたが、東京工業大学の菅野教授らにより、液体より早く固体のなかを移動するイオンの発見があり、今日の開発競争がはじまったとされている。 そのほか、耐熱性も高く、これまで以上のエネルギー密度をもつ電極材料を容易に使えるようになる。 構造的には、表裏に正極と負極を設定できるバイポーラ型にも適しているとされ、これによって容量の拡大も見込めるだろう。

BYDが全固体電池に関するスケジュールを発表 中国BYDが全固体電池の見通しについて、2027年中に全固体電池搭載EVの量産をスタートしながら、2030年までに普及モデルに対しての導入を行うと発表しました。EVのリーダーであるBYDの全固体電池開発に対する期待と懸念を解説します。 まず、BYDは現在、世界最大のEVメーカーでありながら世界で2番目のバッテリーサプライヤーです。このグラフは世界の主要バッテリーサプライヤーのBEVに搭載された電池量の変遷を示したものです。CATLのあとにつけるのがBYDであり、2024年シーズンは153GWhを納入しています。 BYDについて注目するべきは生産能力の拡張のスピードです。2021年シーズンは26.4GWhという納入量だったことから、たったの3年間で6倍も成長したことになります。これまでは自社EV分のバッテリーを生産していたものの、2024年シーズン以降、外販にも本格的に注力。すでにテスラやトヨタ、シャオミなどにバッテリーを供給しており、今後はさらに中国メーカー勢やスズキ、ステランティスなどへも供給する見込みです。 その一方で、シェア拡大という観点で苦戦が続いているのが日韓勢の存在です。韓国最大手のLGエナジーソリューションは2024年シーズンに96.3GWhと、2023年シーズンと比較して納入量をほとんど増やすことができていません。さらにパナソニックは、前年比マイナス18%という結果に落ち込んでいます。 また、このグラフはバッテリーサプライヤーのマーケットシェア率の変遷を示したものです。トップのCATLは2024年に37.9%、BYDも17.2%を実現。上位2社で世界のEV用バッテリーの過半数を抑えてしまっている状況です。とくに3位以下のLGやSK、パナソニックなどが軒並み前年比で成長することができていないという点を踏まえると、2025年もCATLとBYDのシェア拡大が続くものと見られます。 そして、この世界のEV向けバッテリーで存在感を高めるBYDは、2030年に向けてバッテリー技術革新でふたつのアプローチを採用しようとしています。まずは独自開発のLFPブレードバッテリーの改良、コストダウン、そして生産拡大です。 すでに生産中の第一世代のブレードバッテリーのエネルギー密度は、LFPとして業界最高水準を実現済みです。たとえばATTO 3のエネルギー密度はパックレベルで150Wh/kgを実現。これは、三元系のトヨタbZ4Xや日産アリアと同等水準のエネルギー密度です。まさに一部メーカーの三元系バッテリーと同等のエネルギー密度を実現することで同等のEV性能を担保しながら、その上でLFPの強みである安さによって生産コストを大幅に削減することに成功しています。BYDのEVが高いコストパフォーマンスを実現できている最大の理由が、このバッテリーなのです。 また、BYDは3月中にも長らく待望されていたブレードバッテリーの第二世代を発表する見通しです。第二世代に関するリーク情報では、おもに超急速充電にフォーカスするショートブレードと、エネルギー密度のさらなる向上にフォーカスするロングブレードの2種類に分割する見通しです。 まず主力車種に搭載されるロングブレードでは、セルあたりのエネルギー密度を概ね200Wh/kg級にまで高めることでセルの搭載数を最適化し、車両重量の軽量化などを実現する模様です。 そして、フラグシップに搭載されるショートブレードでは、エネルギー密度は第一世代とさほど変わらない見込みながら、超急速充電に対応。Han Lには83.212kWhバッテリーが搭載されることが判明済みで、少なくともCレートで6Cとなる500kW級の超急速充電出力に対応し、充電時間は10分程度を実現する見通しです。 さらにBYDは、既存のLFPバッテリーの改善と同時並行で、トヨタ、ホンダ、日産という日本勢も研究開発を進める全固体電池の開発にも注力しています。BYDの全固体電池の研究開発は2016年から基礎研究がスタート。2023年までに基礎研究段階を終了して、2024年中に20Ahと60Ahの全固体電池セルの試作品の生産をスタート済みです。

夢のようなバッテリー「全固体電池」が現実になろうとしている 「EVの普及には全固体電池の実現なくしてはありえない」という意見を目にしたことはないだろうか。 全固体電池には従来のバッテリーに内蔵されているような液体電解液が無い。代わりに正極（＋）と負極（ー）の間には固体電解質が挟み込まれるように設置されることにより、それがセパレーターの役割を担って従来のバッテリーよりも高い温度域での安定性に優れる。さらに、高いエネルギー密度による省スペース化や大容量化が期待できることから、EVの航続距離や充電時間に対する抜本的改善策として、早期の実用化が期待されているからだ。 よって、全固体電池の実用化、そして量産化が、真の意味でのEV普及を後押しすると考えられ、自動車メーカー各社がいま鎬を削るようにして開発を進めている。 ホンダが量産前に製造工程を確認するパイロットラインを初公開 その全固体電池の量産化に向けて独自に研究開発を進めているホンダが、先ごろ栃木県さくら市の本田技術研究所（栃木Sakura）の敷地内に建設したパイロットラインを初公開した。 このパイロットラインは、量産で必要な一連の生産工程を再現したもの。延床面積は約2万7400平方メートルの広大なもので、投資額は約430億円にのぼるという。電極材の秤量・混練から、塗工、ロールプレス、セルの組み立て、化成、モジュールの組み立てまでの各工程の検証が可能な設備を備えている。 ラインは2025年1月から稼働を開始し、バッテリーセルの仕様開発と並行しながら、各工程の量産技術や量産コストなどの検証を行うことが発表された。 本田技術研究所の代表取締役社長である大津氏は「全固体電池は、EV時代におけるゲームチェンジャーとなる革新的な技術です。これまでクルマの進化を支えてきたエンジンに代わり、電動化のキーファクターとなるのがバッテリーであり、その進化こそがHondaの変革のドライバーになると考えています」と全固体電池の重要性を説く。 続けて、「全固体電池パイロットラインの稼働にめどがついたことは、日本およびHondaにとって重要なマイルストーンであるといえます。Hondaは、全固体電池を搭載したモビリティを早期に世に出し新たな価値をお客さまに提供するべく、引き続きチャレンジを続けていきます」と、このパイロットラインが自社だけでなく日本の自動車産業にとって大きな一歩であることを強調している。 効率性とコスト競争力を追求した生産プロセス ホンダがパイロットラインで行う全固体電池の生産プロセスは次の通りだ。 従来の液体リチウムイオン電池の製造プロセスをベースにしながら、全固体電池特有の工程となる固体電解質層の緻密化に寄与し、連続加工が可能なロールプレス方式を採用する。これにより電極界面との密着性を高め、生産性の向上を目指すとしている。 さらに、正極と負極の一体化を含む一連の組み立てプロセスを集約し、高速化を図ることにより、1セルあたりの製造時間の大幅な短縮も並行して進められる。また、作業の安全性や電池性能の確保に必要な、低露点環境を最小化する生産管理技術を構築するなど、使用電力をはじめとした間接コストの低減にも取り組んでいるという。これらにより、高効率な生産プロセスを構築することで、コスト競争力を高めるとしている。 また、ホンダの場合は全固体電池を四輪車に用いるだけでなく、二輪車や航空機など自社が手がけるさまざまなモビリティに適用を広げることで、そのスケールメリットを生かしたさらなるコストの低減が期待できる。すなわち、高効率かつ安全性の高い全固体電池を搭載したモビリティを、現実的な価格帯で我々が享受できる可能性が高まるということだ。 ホンダはこのパイロットラインで量産に向けた製造検証を重ね、2020年代後半の量産開始を目指すとしている。そう聞くとあと数年内に本当に夢のバッテリーともいわれた全固体電池が、そのような短期間で生産プロセスまで確立できるのかと疑いたくもなる。 しかし、ホンダは電池の材料や仕様を決定する以前から生産技術部門が開発に参画することで、車両への搭載に適した構造や材料、製造方法などを定め、スピーディかつ効率的に意思決定がなされているという。これにより、早期にパイロットラインの立ち上げを実現できたほか、材料の選定などを効率的に進めているのだ。それには、これまでにも太陽電池や燃料電池など、新たな技術を量産につなげてきた知見と実績が活きているのだとか。 それならば、2020年代後半の量産開始も実現可能な目標と思えてくる。なにしろホンダは2040年までにEVとFCEVの販売比率をグローバルで100％としたうえで、2050年までにすべての製品と企業活動を通じてカーボンニュートラルの実現を目指しているのだから、待ったなしで速度感のある開発が求められている。 ホンダ自身がいう通り、この全固体電池の量産に向けたパイロットラインの稼働開始は、変革中の自動車産業にあって大きな意味を持つマイルストーンだ。トヨタや日産も2027～28年頃の量産開始を目標として、こうした設備を設置していることがすでに明らかにされているが、ホンダも公開したことでいよいよ全固体電池の量産化が目前にまで迫ってきたと感じられる。 今後ますます全固体電池の実現に向けた動きから目が離せない。

2028年度までに全固体電池を搭載したEVの市場投入を目指す 2024年4月16日（火）、日産自動車は全固体電池のパイロット生産ラインを初公開した。日産は2028年度までに自社開発の全固体電池を搭載したEVを市場投入することを目指している。 日産は、長期ビジョン「Nissan Ambition 2030」のなかで、EVの未来は全固体電池が担っていると宣言している。 全固体電池のメリットには、バッテリーの小型化、充電時間の短縮、バッテリーコストの削減を可能にすることなどが挙げられる。この技術が実現すれば、EVの安全性や効率性がさらに高まり、かつてないほど手頃な価格設定も可能になると見込まれている。 また、全固体電池を導入することで、日産はEVラインアップを拡充し、よりダイナミックな性能を提供することができるようになるという。 日産はこの施設を横浜工場内に敷設。今回公開したパイロットラインを用いて、全固体電池の実用化に向けた革新的な工法を取り入れながら、生産技術の課題に取り組んでいく。

10月25日のプレスデイをもって開幕したジャパンモビリティショー。各メーカーがバッテリー電気自動車（BEV）を中心に、様々な未来のモビリティを提案するこのショーに、日産自動車は画期的なコンセプト「ハイパー」シリーズを持ち込んだ。ステージ上でスポットライトを浴びた3台のBEVコンセプトを紹介しよう。 EV時代のGT-R。全固体電池搭載のスポーツクーペ「ハイパーフォース」 ハイパーシリーズ全般の特徴として挙げられるのは、サイバーパンク的な超未来的デザインにもかかわらず、現行ラインナップとの繋がりを感じさせるディテールを採用していること。内田社長が「他がやらないことをやる、というのが創業時からの日産スピリット」と述べるように、電動化時代の日産車は“攻めたデザイン”となるのかもしれない。 3台のうち究極のハイパフォーマンスカーとして真っ先に紹介されたのは、スポーツクーペの「ハイパーフォース」。パワートレーンは、全固体電池と最大出力1,000kWを発生する高出力モーターとされ、「エクストレイル」に実装される電動AWD技術「e-4ORCE」の進化版も採用する。 ただ、ハイパーフォースで最も注目されるのは何と言ってもそのエクステリア。フロントマスクやリアの丸形テールライトは、「GT-R」を連想させるもの。しかもフロントのエアインテーク内部にはピクセル調で「GT-R」に似せたロゴまで配されており、日産も電動化時代のGT-Rをイメージしてデザインしたと思われる。 NISMOレーシングチームと共同開発したという空力設計や、ゲームシミュレーターにもなるコクピットなど、内田社長が「ゲームチェンジャー」と呼ぶハイパーフォース。市販されればスポーツBEVの概念をひっくり返す存在になるかもしれない。 「ジューク」をイメージさせるコンパクトSUV「ハイパーパンク」 ハイパーフォースの次に紹介されたのは、若年層をターゲットにしたコンパクトSUVの「ハイパーパンク」。多角形を強調したボディラインやトライアングルを配したホイールなど、車名どおり前衛的なデザインをまとったスタイリッシュな存在感は「ジューク」に共通する。 このコンセプトの真骨頂は車内にあり、AIとバイオセンシングセンサーによってドライバーの気分や健康状態を解析し、車両が照明や音楽を自動的に調整。さらに、コクピットを包み込むように配された3面ディスプレイには車載カメラが撮影した周囲の風景を様々なテイストに変換して表示でき、オーナーが自己表現と創造性を高められるという。 内田社長はハイパーパンクによって「移動の自由を手に入れ、仲間とともに新しい価値を生み出してほしい」としており、若者向けということも踏まえると、リーズナブルなBEVの開発を示唆していると期待したい。 ＞＞＞次ページ　豪華装備でおもてなし。プレミアムミニバン「ハイパーツアラー」

トヨタと出光興産は2023年10月12日に共同記者会見を開き「バッテリーEV用全固体電池の量産実現に向けた協業を開始する」と発表した。 3つのフェーズで協業進める 共同会見の柱は、量産に向けたロードマップだった。 協業内容については、量産実証、初期量産、そして本格量産の検討という3つのフェーズを示した。 フェーズ1では、硫化物固体電解質について、品質・コスト・納期に検証する。 続くフェーズ2では、出光興産による量産実証を通じて、硫化物固体電解質の製造と量産化を推進。 これと並行してトヨタは、この硫化物固体電解質を使う全固体電池を搭載したバッテリーEVを開発し、2027年から2028年の市場導入を目指す。 これまでトヨタは、同年6月に同社東富士研究所（静岡県裾野市）で報道陣向けに実施した「トヨタテクニカルワークショップ2023」で全固体電池を2027年から2028年に実用化すると発表。 これを受けて、同年9月には愛知県内のトヨタ貞宝（ていほう）工場で、全固体電池の製造ラインの一部も初公開している。 その際は、板上になった電池部材が流れる上下二つのコンベアが同期して、電池部材は速く、また正確に積層される様子を見た。 だが、全固体電池の技術のキモとなる、固体電解質についてや、正極および負極に関する技術的な情報開示はなかった。 そしてフェーズ3では、本格量産による量産効果と事業性を追求する、とした。 トヨタの電動化方針は、あくまでもマルチパスウェイを維持 会見の中で、トヨタの佐藤恒治社長は、全固体電池のバッテリーEVに与えるメリットについて、①充電時間の短縮、②航続距離の拡大、③高出力化、④液状電解質のように温度の影響を受けにくいため高温・高電圧に強く電池としての安定性が高い、という4点を挙げた。 その上で、全固体電池を搭載したバッテリーEVの種類の可能性についても示唆した。 ひとつは、高い動力性能を実現するため高出力モーターを必要とするスポーツカー。 もうひとつは、毎日のオペレーションの中で急速充電の頻度が高くなる傾向の商用車だ。 さらに、エネルギー密度が高いことで、比較的容量が大きな電池でも小型化が可能となるため、クルマのデザインの自由度が高まることも考えられるとも指摘している。 また、佐藤社長は日頃から「クルマ屋がつくるバッテリーEV」という表現を使い、トヨタらしいバッテリーEVの企画・開発・生産を強調している。それに関連して、全固体電池搭載バッテリーEVについても「トヨタらしさ」を追求するための自由度が広がるという見方も示した。

トヨタが2027～28年頃を目途に量産する予定の全固体電池。愛知県内のトヨタ貞宝工場で、試作に向けた開発ラインを視察。想像していたことは少し違った印象を受けた。トヨタの真骨頂であるTPS（トヨタ生産方式）によるカラクリをじっくり見た。 化学の世界での最新技術を期待するも… トヨタが2023年9月中旬に愛知県豊田市とその周辺で、一部報道陣向け実施した「モノづくりワークショップ2023」。 その中で、注目の話題が全固体電池の開発ラインだ。 設置されているのは、貞宝（ていほう）工場。今回の視察では、同工場内で次世代電池普及版（バイポーラ型リチウムイオン電池）の開発ラインを見た後に、全固体電池の開発ラインを見るという順番だった。 現行のリチウムイオン電池（または次世代電池普及版等）が正極と負極がセパレーターを挟み、これらを液状の電解液で覆う構成であるのに対して、全固体電池は電解液の役割を固体で行うタイプの電池を指す。 一般的には、充放電の効率や、安全性が高まると言われてる。 今回の視察では、次世代電池普及版（バイポーラ型リチウムイオン電池）で、集電体に負極または正極を塗工する工程を見ており、「いかにも電池技術らしい化学の領域での最新技術」という印象があった。 そのため、視察のメインイベントというべき全固体電池の開発ラインでも、化学的な技術詳細が明らかになるのではないか。 そんな期待を抱いての視察だった。 だが、全固体電池の開発ラインはビニールの壁で覆われており、その内部に入ることはできなかった。 今回公開されたのは、加工された電池部品を組立てる工程のみだった。

トヨタが2023年6月上旬に東富士研究所で開催した「トヨタテクニカルワークショップ2023」は、自動車産業のみならずグローバルの産業界に大きなインパクトが与えた。それから約1ヵ月、トヨタがオンラインでメディア向けにBEV戦略に関するフォローアップ会見を行った。 ギガキャストはいつ頃から、なぜ検討したのか？ 「トヨタテクニカルワークショップ2023」では多様な次世代技術が世界初公開された。そのなかでもBEV（バッテリー電気自動車）に関する製造工程や電池技術にメディアの注目が集まった。 製造工程では従来の車体製造工程である、プレス機で切り出した部材を溶接ロボット等でつなぐことから一変。鋳造によって大きなボディの一部を一体成型する工法として、トヨタは「ギガキャスト」と呼ぶ。 ギガキャストに対応できる製造機器は海外で市販されており、トヨタは2018年に先行研究開発用として購入した。ただし、その時点では「BEVありき」という発想ではなく、鋳造技術を次世代車開発の手段のひとつとして捉え、新しいモノづくりに応用することを目的としていたという。 その上で、エンジンやトランスミッションでの鋳造の設計と生産のノウハウをギガキャストに活かすため現在、研究開発を進めている。 また、ギガキャストになっても、部品の共有性はTNGA（トヨタ・ニュー・グローバル・アーキテクチャー）以上に部品の共有性が上がるとも考えている。 別の視点では、車両事故に対する修理のプロセスについて、ギガキャストになると車体のかなり大きな部分を丸ごと交換する必要性があるように思われる。この点については、車体の構造は従来車と同様にクラッシャブルゾーンの領域をしっかり分ける考え方を継承するため、ユーザーにとって大きな課題にならないという判断だ。 ＞＞＞次ページ　BEVハーフが目指す意味は？