全固体電池スタートアップが中国勢に挑む理由と量産化の勝ち筋

分析・見解

全固体電池の勝負は性能表より量産工程で決まる

全固体電池の魅力は、電池の中で燃えやすい液体を使わず、より多くの電気をためられる可能性にある。電気自動車では、同じ走行距離なら電池を小さく軽くでき、同じ大きさなら航続距離を伸ばせる。急速充電や寒冷地での性能改善も期待されるが、現時点で万能な技術ではない。

難所は、固体同士を隙間なく接触させることだ。充放電で電極が膨張と収縮を繰り返すと、接触が悪くなり、抵抗が増える。硫化物系は柔らかく加工しやすい一方、湿気への対応が必要になる。酸化物系は扱いやすい材料がある反面、硬く、電極との接合や成形に負荷がかかる。材料の選択は、そのまま工場の設備費と歩留まりに跳ね返る。

中国勢の強みはセル性能より供給網と改善速度にある

中国の電池メーカーは、正極材や負極材、電解液、製造装置まで近い地域で調達し、大量生産で不良率を下げてきた。全固体電池でも、研究成果を競うだけでなく、試作ラインを早く回し、数千、数万個単位のデータを集める力が差になる。日本や欧米のスタートアップが正面から生産量を競えば、資金力と調達力で不利になりやすい。

ただし、スタートアップには別の勝ち方がある。自動車向けの巨大市場をいきなり狙うのではなく、航空機の補助電源、医療機器、産業用ロボット、住宅用蓄電池など、価格より安全性や小型化を重視する用途から入る方法だ。少量でも顧客が対価を払う市場で実績を作れば、量産前の資金不足を補いやすい。

既存工場を使える設計が実用化時期を左右する

全固体電池の開発では、新材料を発見することより、既存の電池工場で製造できる形に落とし込むことが重要になる。塗工、乾燥、積層、検査といった工程をどこまで共用できるかで、設備投資と立ち上げ期間は大きく変わる。新しい材料が高性能でも、専用設備と特殊な雰囲気管理を必要とすれば、製品価格が下がらない。

評価では、試作品の最高エネルギー密度だけを見てはいけない。千回以上の充放電で容量がどれだけ残るか、急速充電を何度繰り返せるか、セルごとのばらつきがどの程度かを確認する必要がある。さらに、材料価格、加圧機構の有無、検査時間、廃棄率まで含めて一台当たりの費用を試算しなければ、商用化の判断を誤る。

自動車以外の実績が大型投資を呼び込む

自動車メーカーは一度採用した電池を長期間使うため、安全性だけでなく、十年規模の供給責任を求める。スタートアップ単独でこの条件を満たすのは難しい。材料メーカー、製造装置会社、車両メーカーと役割を分け、試作、認証、量産の各段階で資金と人材を確保する構図が現実的だ。

今後は、全固体という名称だけで評価する時代から、用途別の実力を比べる時代へ移る。短距離車では安価な従来型電池が優位なままでも、重量が価値に直結する分野では全固体電池の採算が先に合う可能性がある。中国勢との競争は、最も高性能なセルを作る競争ではない。顧客が困っている条件を絞り込み、再現性のある製造に結びつける競争である。