｜ 全個体電池が実用化されたならば「EREVが不要になり」EV業界の勢力図が書き換えられる可能性も ｜
ただし技術的な問題以上に「価格」に関する問題が大きそう
電気自動車（EV）の進化スピードは年々加速していますが、数年に一度、業界全体の前提を根底から覆すような研究成果が実験室から発表されることも。
現在販売されているすべてのEVの基盤技術を過去のものに変えてしまうかもしれない「全固体電池（ソリッドステート・バッテリー）」がまさにそのひとつであり、しかしいまだ「研究」の段階から抜け出すことができていないのもまた事実です。
そこで今回、独マックス・プランク持続可能材料研究所の研究チームが、長年全固体電池の量産化を阻んできた最大の謎を解明したと発表し、この発見は単なる学術的成果にとどまらず、数年後の新車EV市場や、現在ぼくらが購入しているEVの下取り価値にまで大きな波及効果をもたらす可能性があり、その意味ではこれもまた「業界全体の前提を根底から覆すような研究成果」。
ここでは、最新の研究成果と全固体電池がもたらす自動車市場への影響を見てみましょう。
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この記事の要約
- マックス・プランク持続可能材料研究所が、全固体電池の耐久性を阻む最大の要因「デンドライトによる内部短絡」のメカニズムを解明
- トヨタは1,000件以上の特許を背景に2027〜2028年の実用化を目指し、航続距離約1,200kmおよび10分以下の急速充電をターゲットに設定
- 中国勢も高エネルギー密度のプロトタイプを開発する中、画期的なバッテリー技術の登場が現行EVの下取り価格や中古車価値に大きな波及効果を与える可能性
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全固体電池ブレイクスルーの概要
全固体電池は、従来のインフラやリチウムイオン電池で使用されている電解液を固体の電解質に置き換える技術であり、エネルギー密度の飛躍的な向上、充電時間の短縮、軽量化、そして安全性の向上が期待されています。
しかし、「充電時に発生するデンドライト（樹枝状結晶）が硬いセラミック電解質を突き破り、ショートを引き起こす」という現象が量産化の大きな障壁となっており、これが理由で「自動車分野ではいまだ実用化がなされていない」というわけですね。
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そこでマックス・プランク研究所チームは、真空かつ極低温環境下で特殊な分析を行い、本来は柔らかい金属リチウムがクラック（亀裂）の先端に押し込まれることで強大な内部圧力を発生させ、硬いセラミックを機械的に破壊しながら進む仕組みを特定したと発表し、この破壊メカニズムが解明されたことにより、欠陥の制御や耐性を高めるコーティングなどの明確な対策設計が可能となったというのが最新の状況です。
なお、ソリッドステートバッテリーを研究する各社とも「セラミック層が破壊される」ところまでは把握していたものの、その仕組の解明までには追いつかず、よって今回の発表は「非常に大きな意味がある」とみなされています。
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ソリッドステートバッテリーに関わる「現状」
全固体電池の実用化に向けた開発レースでは、技術特許を大量に保有するトヨタ自動車、そして実証スピードで追い上げる中国メーカーが火花を散らしていて・・・。
全固体電池および最新EVバッテリーの目標スペック比較
| メーカー / 組織 | 目標航続距離 | 急速充電性能 / エネルギー密度 | 特徴・実用化目標時期 |
| トヨタ（Toyota） | 約 1,200 km | 10%→80%を10分以内 | 1,000件以上の特許を保有。2027〜2028年の実用化を目指す |
| 奇瑞汽車（Chery） | 約 1,500 km | エネルギー密度 600 Wh/kg | 非常に高いエネルギー密度を持つプロトタイプセルを発表 |
| 長安汽車（Changan） | 約 1,500 km | エネルギー密度 400 Wh/kg | 「Golden Bell」バッテリーとして実車搭載に向け開発 |
| 現行プレミアムEV（参考） | 約 480〜800 km | 10%→80%に約20〜30分 | 液体電解質リチウムイオン電池を採用 |
トヨタは出光興産や住友金属鉱山などのサプライヤーと連携し、硫化物系固体電解質や高耐久カソード材料の開発を進めていて、次世代パフォーマンス版リチウムイオン電池と比較しても約20%増となる航続距離に加え、わずか10分足らずの急速充電性能を両立させようとしています。
このほか、BMWと日産も「高いレベルでの試作」にこぎつけており、メルセデス・ベンツもまた実証実験を開始するなど、各社とも「我先に」といわんばかりの開発競争が続いているというのがソリッドステートバッテリーの現在地。
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競合比較・市場での位置付け
航続距離300マイル（約480km）前後が標準的となった現在のEV市場ですが、もし航続距離700マイル（約1,100km超）を超える全固体電池搭載モデルが実用化されれば、市場の比較軸は一変します。
特に懸念されるのが「現行EVの残価設定や中古車価値」への影響で、2025年から2026年にかけてデータ化された調査によると、5年経過したガソリン車の平均値落ち率が約41.8%であるのに対し、EVは平均57.2%と最も減価償却が激しいカテゴリーとなっています。
そこへ全固体電池が登場することにより、既存の液体電解質バッテリーを搭載したEVは一気に旧世代化し、下取り価格がさらに下落するリスクが指摘されている、というわけですね（ただ、ソリッドステートバッテリーを搭載したEVは”当初”非常に高額になるものと思われ、かつ大量生産も難しいと思われるため、この現象が発生するのはかなり先であろう）。
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補足情報
仮に「技術の解明」ができたとして、「実証実験」「量産ラインでの安定製造」までの間には依然としてコストや耐熱・耐衝撃性、生産精度の確保など多くのハードルが存在し、ショールームにソリッドステートバッテリー搭載車が並ぶには「ここから数年」という単位を要することは間違いなさそう（トヨタはもともと、2020年の実用化を目指していたが、いまだトヨタを含め、どの自動車メーカーも実装できていない）。
また、すべてのドライバーが1,000km以上の航続距離や全固体電池の超ハイスペックを必要としているわけではなく、その一方で既存技術を使用したバッテリーの性能も年々向上し、そして価格も下がっているため、実際にソリッドステートバッテリー搭載車が登場したとしても「ゲームチェンジャーとはなりえない」という声があるのもまた事実。
よってソリッドステートバッテリーは「仮に実現できたとしても」それを積むクルマに大きな訴求力は発生せず、よって普及しないのではという見方もあり、「コストが見合わない高度なテクノロジー」として早々に消え去ってしまうことも予想されます。
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結論
マックス・プランク研究所によるデンドライト破壊メカニズムの解明は、長年足踏みを続けていた全固体電池の実用化を大きく手繰り寄せる歴史的な一歩ともなりうるもの。
トヨタが掲げる2027〜2028年の実用化目標に向け、EV市場の時計は確実に針を進めており、1,000kmを超える圧倒的な航続距離と短時間充電が当たり前となる未来はすぐそこまでに迫っており、まずはその実用化に期待したいところでもありますね。
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参照：CARBUZZ, Max Planck Institute
