新しいバッテリ化学物質

リチウムイオンはさまざまな化学物質と関連しますが、結局のところ金属酸化膜のカソードとグラファイト・アノードにおける帯電と放電の反応に基づくバッテリで構成されます。一般的なリチウムイオン化学物質として、ニッケル・マンガン・コバルト (NMC) とリン酸鉄リチウム (LFP) の 2 種類があります。

NMC は優れたエネルギー密度により、航続距離に直接的な影響を及ぼす支配的な化学物質です。ただし近年、ニッケルとコバルトの需要は急増しており、自動車メーカーは急激な市場に対応するための戦略を採用しています。ニッケルとコバルトは希少物質でもあり、地中からの採掘には困難が伴います。

LFP は依然として少数派の化学物質ですが、エネルギー密度が低いものの、大きな利点があります。LFP には高価で希少なニッケルおよびコバルトが成分として含まれず、安価です。また、高いサイクル寿命を実現し、長寿命です。LFP バッテリは、ニッケルとコバルトを使用したバッテリに比べて安定性が高く、引火性が低く、保護もあまり必要としません。

そのため LFP は多くの場合、航続距離がそれほど重要ではなく、入手しやすい価格、安全性、地球にやさしい (コバルトやニッケルを使用しない) ことが重視される、大量生産の自動車セグメントで主流の化学物質になる可能性が高くなります。LFP は非常にフラットな放電曲線を示すため、極めて正確なバッテリ監視テクノロジーが必要です。最新のバッテリ化学物質に対応する BMS アーキテクチャを実現するために、高度な半導体がどのように活用されているかは、記事『BMS がもたらす将来。より安全で、より手ごろな電気自動車』でご確認ください。

一方で、一部のメーカーは LFP と競合するために、さらに低コストのナトリウムイオン・セルを使用する方法を研究しています。

電解液を使用する従来のリチウムイオン・バッテリとは異なり、固体バッテリは、ガラス、セラミック、固体ポリマー、または亜硫酸塩で構成された固体の電解質を使用し、それが名前の由来となっています。複数の自動車メーカーが、本質的な性能上の利点である、エネルギー密度の向上、信頼性と経年劣化特性の向上、充電の大幅な高速化、さらに最も重要だと思われる安全性の向上などを理由に、固体バッテリの研究を進めています。高温では、電解液は可燃性を持ちます。固体電解質は温度安定性が高く、火災や爆発のリスクを抑制できます。