自動車会社の間で自社開発のバッテリーが普及しつつある「パワーバッテリー」の次のステップは何でしょうか？
2024-09-23
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エネルギー革命と自動車産業変革の波の中で、新エネルギー車の中核部品として動力電池が業界の注目を集めています。現在、市場で主流のリン酸鉄リチウム電池と三元系リチウム電池はそれぞれの利点を発揮しており、継続的な技術革新により、全固体電池、リチウム空気電池、水素燃料電池などの次世代技術が徐々に登場しています。実験室から商品化への移行は、電池産業が将来的により広範な開発の展望をもたらすことを示しています。
中国は世界最大の新エネルギー車市場である。中国自動車動力電池産業革新同盟の最新データによると、2023年1月から8月までの動力電池設置量は292.1gwhに達し、前年比33.2％増加した。このデータは、世界のパワーバッテリー市場における中国の主導的地位を証明するだけでなく、国内の新エネルギー車市場の活動も反映しています。
今後、世界的に新エネルギー車の需要が高まるにつれ、動力電池の技術革新、市場動向、将来の課題が世界的に注目されることになる。
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バッテリー技術はまだ必要素材と構造のダブルイノベーション
ユーザーの観点から見ると、新エネルギー電池と従来の電池の違いは主にエネルギー密度にあります。エネルギー密度とは、特定の体積または重量内に保存できるエネルギーを指します。たとえば、現在普及しているリチウムイオン電池のエネルギー密度は、従来の鉛蓄電池の約 7 倍です。商業用途では、リチウムイオン電池のエネルギー密度は 280 wh/kg に達する可能性があり、これは乾電池よりもはるかに高くなります。
「新エネルギー車に対する消費者の期待が高まるにつれ、長距離、急速充電、長寿命、安全性を備えた車両が求められています。これらの需要はバッテリー技術の革新を推進しており、バッテリーには高エネルギー密度と急速充電機能が求められるほか、安全なセックスを確保してください」と中国自動車技術研究センターの主任研究員で新エネルギーの主任エンジニアであるwang fang氏は述べた。
過去 20 年間、バッテリー技術は鉄 - リチウムおよび三元系材料から現在に至るまで発展し、そのエネルギー密度は新エネルギー車に対する消費者のニーズを満たすために継続的に改善されてきました。同時に、充電速度とバッテリー寿命を向上させるために、バッテリーの構造とプロセスも常に最適化されています。
「電池の比エネルギー密度を高めるために、研究者らは金属リチウムやシリコンカーボン負極などの高エネルギー密度材料の使用を試みています。これらの材料の使用には液体電池の限界を克服する必要があるため、中国工程院学会員で清華大学化学工学部教授の金勇氏は、全固体電池は「次世代」電池技術の代表であると述べた。 、研究のホットスポットにもなりました。
jin yong 氏は、全固体電池技術の革新には、材料革新と構造革新の両方でブレークスルーを追求する必要があると考えています。たとえば、電池の性能は、固体電解質層、三次元の高速伝導ラダー型リチウム堆積、および骨格を含む負極の多層構造を設計することによって最適化されます。このような構造設計は、不均一な固体-固体界面接触とリチウム損失の問題を解決するのに役立ち、それによって電池のサイクル安定性と安全性が向上します。
一方で、全固体電池には、「リチウムデンドライトの形成の防止や界面安定性の向上など、材料上の課題も存在します。これらの課題は、新しい固体電解質材料の開発など、材料科学の進歩を通じて解決する必要があります」そして界面工学を通じて「電極と電解質の間の接触を改善する」とジン・ヨン氏は語った。
華泰証券の調査レポートによると、世界の全固体電池市場は2030年までに3000億元を超えると予想されている。技術が成熟し、コストが低下するにつれて、全固体電池は将来のエネルギー貯蔵および電源市場で重要な位置を占めることが予想されます。
自動車会社、自社開発のバッテリーを終了
「パワーバッテリー技術は電気自動車の心臓部のようなもので、車両の開発に安定した『電力』の流れを提供します。電気自動車の「高品質」または「低品質」は、パワーバッテリーの技術と切り離すことができません。 「中国電気自動車100」副事務総長の石建華氏はこう述べた。
自動車会社にとって、バッテリーはエネルギー供給システム全体の重要な部分となっています。 ledo l60の発売に協力するため、baasソリューションとバッテリー交換モデルが注目を集め、主要都市の初期レイアウトから高速道路沿いのレイアウトに至るまで郡間電力供給計画が実施されました。景勝地、そして郡レベルの行政区域にまで浸透し、完全な「点線領域」のカバーを達成し、nio のエネルギー補給ネットワークをさらに高密度化します。
近年、多くの自動車会社も動力電池技術の研究開発と革新に多大なリソースを投資しています。 「動力用電池の次のトレンドは、自動車メーカーが電池を製造することです。自動車メーカーが電池を製造しなければ、世界クラスの自動車会社になることはできません。なぜなら、電池は収益性が高く、自動車メーカーが電池の占める割合が高いからです。」車両の価格は」と中国自動車販売協会自動車市場調査支部の崔東樹事務局長は述べた。原材料価格の上昇、動力電池価格の変動、サプライチェーンなどの影響を受け、新エネルギー車市場に影響を与える重要な要因となっています。
不完全な統計によると、現時点で中国の自動車メーカー10社以上がバッテリー技術の独立した研究開発を開始している。これらの企業のうち、外部からバッテリーセルを調達しながら独自の研究開発を行っているレオパオやランツーなどの一部の自動車会社を除いて、byd、gac、吉利汽車、長城などのほとんどの自動車会社は独立した研究開発を選択しており、業界チェーン全体にわたる開発戦略。
少し前と同様に、吉利汽車は最新の高性能バッテリーである吉利イージスダガーバッテリーを発表しました。このバッテリーはctb構成と「サンドイッチ」構造のボトムガードを含む複数の保護設計を採用しており、バッテリーの安全性レベルを効果的に向上させています。 8 ピン刺しテストや実弾銃貫通テストなどの数々の厳しいテストに合格しており、バッテリー設計は 3,500 サイクルのサイクル寿命を持ち、車両の 100 万キロ以上の走行とエネルギーをサポートします。密度は 192wh/kg と高く、バッテリー寿命が長くなります。
吉利汽車研究所新エネルギー開発センター電池システム部主任の蒋雲琦氏は、1980年代に事業を開始し現在に至るまで、吉利汽車にとって「基礎を築き、社内スキルを実践する」という言葉が重要であると述べた。吉利の血と遺伝子は、最低の技術レベルから消費者にいかに安心してもらい、業界を安定させるかが魅力です。
自社開発電池は平坦な道ではない
実際、自動車メーカーが独自のバッテリー技術を開発するのは簡単ではありません。
電池セルの開発と製造の観点から見ても、継続的な技術の研究開発と経験の蓄積が必要です。現在、byd、gac、great wall、geely などの電池セルを自社で生産できる自動車会社は、独自の研究と段階を経て、すでに約 10 年前から電池技術の分野で戦略的なレイアウトを開始しています。その後、徐々にバッテリーセルの独自の研究開発と生産に移行していきました。
商用アプリケーションも一連の課題に直面しています。安全性は依然としてパワーバッテリー業界における最も重要な隠れた危険です。安全に関するインシデントは、1 つの企業の評判に影響を与えるだけでなく、市場全体における消費者の信頼を損なうことになります。この問題に対処するために、企業は材料、設計、監視システムの観点から総合的な安全システムを構築する必要があります。
さらに、バッテリーのコストも市場普及を妨げる重要な要因です。パワーバッテリーのコストは車両全体に重大な影響を及ぼし、車両全体のほぼ半分を占めていますが、社内との経済競争を達成するために、新しい材料の導入とプロセスの改善がリチウムバッテリーの生産コストの削減に貢献しています。内燃機関自動車、バッテリー業界は、大規模生産とサプライチェーンの最適化においてさらなる飛躍的進歩を達成する必要があります。
指摘しなければならないのは、現在の国内の動力電池市場には、ローエンド製品の生産能力が過剰である一方、ハイエンド製品の生産能力が需要に追いついていないという明らかな矛盾があることである。このような状況に直面して、自動車会社が製品の品質や技術指標を業界トップレベルに向上させることなく、自社のバッテリーを開発するだけであれば、ローエンド市場で競争し続けることは困難になります。
出典: グローバルネットワーク
