電気自動車に積む「リチウムイオン電池」には２種類がある！ レアメタル不足問題を解決する「LFP」ってどんなバッテリー？

中国ではLFPを積極採用

中国製の電気自動車（EV）が、ひとつの優位性を誇るのは、リン酸鉄を正極（＋極）に使うリチウムイオンバッテリーだ。

現在、もっとも高性能なリチウムイオンバッテリーとして多くのEVが採用するのは、三元系と呼ばれ、ニッケル／コバルト／マンガン（NCM）を組み合わせた金属リチウムを＋極に使う方式だ。一方で、世界的なEV普及の流れになると、ことにコバルトやニッケルは希少資源のため、奪い合いや価格高騰につながる懸念がある。

対するリン酸鉄は普遍的な資源であるため、価格競争力をもつとされ、中国のEV用バッテリーで積極採用している。同様に、米国のテスラも、一部の車種でリン酸鉄のリチウムイオンバッテリーをすでに使用している。

ただ、モノには何でも長所と短所がある。

リン酸鉄のリチウムイオンバッテリー（LFP）は、三元系に比べ容量が小さいとされる。したがって、航続距離を問うEVでは、一充電走行距離に不足を生じる懸念があった。

それを突破したのが、中国のBYDだ。ブレードバッテリーと呼び、1セルの電極の面積を細長く板状にして、より多くの面積を確保した。1セルが大きいことから、電極をつなぐ配線を減らせる構造になり、これも面積を稼ぐのに役立つ。あるいは、セルをモジュール化せず積層したり、バッテリーパックを車体と一体構造にしたりすることで、車載容量を増やす技術もある。こうして、三元系に迫る容量を確保した。

たとえばBYDの4ドアセダンであるシールの場合、82.56kWhのバッテリー容量から、後輪駆動車で640km（WLTC）の一充電走行距離を得ている。

ZEEKRからも新型バッテリー現る

同じく中国のZEEKRは、ゴールデンバッテリーと名付けたリン酸鉄のリチウムイオンバッテリーを車載する。日本にはまだ市場導入されておらず（2025年の予定という）、その詳細は不明だ。材料の若干の変更と、構造設計により、一般にリン酸鉄の体積利用率が約66％とされるところ、83.7％へ増大させたことで、2023年の広州モーターショーで公開された007では、100kWhのバッテリー搭載（後輪駆動のロングレンジ仕様）により、一充電走行距離で870km（中国のCLTC）を達成しているという。

車載バッテリーの写真を見ると、ブレードバッテリーと似た組付けだが、ブレードバッテリーのセルが左右のサイドシルをつなぐ長さがあるのに比べ、ゴールデンバッテリーは車体の中央で左右にセルが分かれているようだ。

ちなみに、テスラ・モデル3のアップグレード版（ハイランド）の最上級車種であるパフォーマンスは、78.4kWhのバッテリー容量で、日本のWLTCモードでの一充電走行距離は610kmである。

WLTCは、CLTCに比べその測定法の違いにより、エネルギー消費が25％以上低くなるとの報告がある。そこで、007の870kmという数字を換算すると、約652kmになる。モデル3の一充電走行距離に近く、それに比べバッテリー車載量は3割弱多いことがわかる。BYDのシールと比べれば、同等性能といえそうだ。

あとは、100kWhの大容量バッテリーを搭載しながら、車両価格をどこまで抑えられるかで、ゴールデンバッテリーの本当の実力が見えてくるのではないか。

資源の地域偏在性や原価のほかに、リン酸鉄バッテリーの利点として、充放電性能に優れたり、発火などの危険性の少なかったりがいわれている。とはいえ、リン酸鉄のバッテリーでも火災は起きているとの話もあり、いずれにしても、リチウムイオンバッテリーは、製造段階での厳密な品質管理と、使用段階での制御の緻密さ、そして温度管理の徹底などが、万全な安全対策につながるはずだ。

Comments

[sta********]

エネルギー密度、重量の問題は今時点で進んでいない。
リン酸鉄は安全性は上がったが、それすら中国だと燃える。
特に優位性は感じないな。
全固体はエネルギー密度を上げることもノルマ課せられているから良いEV欲しい人はあと数年は待ちですね。
EVは未来だとよく言ったもので、全固体が完成した未来ならEVはなんとかなる。
今現在はHVが最適解。

[see********]

LFPは中国技術院が基幹特許を持ってたので日韓勢は生産できなかったしEV用電池での輸出を中国政府が禁じてた。去年辺りから全部に近いくらいの自動車メーカーが使う言い出したのは特許が失効したのにあわせてまず韓国LGが生産を始め、中国政府も電池での輸出を許可し始めてます。