QuantumScape「Osprey」発表、全固体電池は量産へ進むか

分析・見解

数字の核心は「1気圧」という低い加圧条件にある

今回の発表で最も重要なのは、1,000回後に容量80%という寿命の数字そのものよりも、それを1気圧で達成したという点である。全固体電池は、固体どうしの接触を保つために、外から強く押さえつける必要があった。実験室では数メガパスカル、つまり大気圧の数十倍から百倍の圧力をかけて性能を出す例も多い。だが、車の電池パックにそんな加圧装置を載せれば、重くなり、高くなり、体積当たりのエネルギー量という利点も薄れる。1気圧で動くなら、普通のパックにそのまま収められる。ここが商用化の分かれ目になる。

アノードフリーとセラミック分離膜が組み合わさる意味

アノードフリーとは、あらかじめ負極材料を作り込まず、充電時に金属リチウムが集電体の上に析出する方式である。負極の分だけ体積と重さが減るため、理論上は現行のリチウムイオン電池より大幅にエネルギー密度が上がる。ただし弱点がある。リチウムが針状に伸びる「デンドライト」が分離膜を突き破ると、内部短絡を起こす。セラミック製の分離膜は、この針の成長を物理的に止める役割を担う。つまりOspreyは、攻めの負極と守りの分離膜を一組にした設計である。そこに硫化物系の固体正極を足したことで、液体の電解液に頼らない構成が完成に近づいた。

5分充電と低温動作が示す、液体電解液の限界

10%から80%を5分で充電できるという主張は、現在の急速充電の最前線と同等か、やや上を行く水準である。重要なのは、リチウム金属の負極は大電流で充電すると針が育ちやすく、従来は急速充電と相性が悪いとされてきた点だ。それを両立したなら、設計の筋は良い。氷点下20度超の低温で動作した点も見逃せない。液体電解液は寒さで粘り、イオンが動きにくくなる。固体はこの影響が小さい。寒冷地のEV利用者が抱える航続距離の低下に、直接答える特性である。

「オープン」という名称が語る、商業化の戦略転換

「Osprey」を他社も使える開発基盤として打ち出した点は、技術発表であると同時に事業戦略の発表でもある。電池は、材料、セル製造、車両設計が絡み合う産業だ。一社で全部をやり切るのは難しい。基盤を開くことで、自動車メーカーや材料メーカーを巻き込み、量産への道を共同で作る狙いが読み取れる。一方で、数字は同社の自己申告であり、第三者による検証はこれからだ。セルを大型化したときや、量産ラインで歩留まりを出したときに同じ性能が保てるかは、まだ誰にも分からない。