リチウム電池が作る「川と山」はどこにあるのか？

近年、私たちの生活の中でリチウム電池が広く使われるようになりました。リチウム電池は応用分野に応じて民生用、電力用、エネルギー貯蔵用の3種類に大別されます。

リチウム電池が作る「川と山」はどこにあるのか？

民生分野におけるリチウム電池の応用は、1990 年にソニー株式会社が開発した充電式リチウム電池に遡ります。その後、リチウム電池は商品化され、日常生活に普及しました。市販のリチウムイオン電池は、繰り返し充電できる二次電池であり、携帯電話、ラップトップ、Bluetooth ヘッドセットなどに広く使用されています。実際、このような民生用リチウム電池のサイクル寿命はそれほど長い必要はありません。一般的には2～3年使用で交換となります。しかし、ポータブル製品であるため、薄型化・軽量化が求められ、電池のサイズや容量に対する要求も高くなります。

2015 年以前は、民生用リチウム電池が市場で絶対的な支配的な地位を占めていました。しかし、電気自動車の登場により、2016 年までに電力用リチウム電池が急速に市場を占めるようになり、その割合は民生用リチウム電池を上回りました。パワータイプのリチウム電池は主に輸送用工具などに使用されます。電動自転車、電気自動車、電気バスのほか、フォークリフト、空港用トラクターなどにも使用され、近年では各国でもリチウム電池航空機の開発が行われ、飛行に成功しています。

強力な電力が必要なため、このようなバッテリーは大きな放電電力、高い比エネルギー、および大容量を備えています。バッテリーシステムは複雑で、バッテリーの内部環境を保護し、短絡やその他の理由による重大な事故を防ぐために、厚い膜、ホイル、シェルが必要です。電力用リチウム電池の技術的要件は非常に高く、各国は市場を掌握するために技術研究開発に多額の資金を投資していることがわかります。

エネルギー貯蔵用リチウム電池は、最初の 2 つとは異なります。最初の 2 つのタイプは基本的に人々に直接利益をもたらしますが、エネルギー貯蔵用リチウム電池の役割はより複雑です。電力の「仲介業者」に相当し、価格差は得られない。送電網に電力を蓄えるだけでなく、風力、水力、太陽光などの資源からの電力も蓄え、家庭や企業、地域全体で使用することができます。また、送電網の負荷のバランスをとることもでき、送電網がクラッシュした場合には「ブラックスタート」を実現することもできます。これは、バイオケミカルクライシスにおける「レッドクイーン」の現実的なバージョンと言えます。