リチウムイオン電池の課題の切り札

リチウムイオンバッテリーの普及で価格の高さや資源の限度などが今後もネックになるだろう

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リチウムイオン電池は高性能なのですが、コバルトなど高価なレアアースを使っていますので、どうしても価格は高くなりますし資源に限度があります。

それが今まで、リチウムイオン電池がこれだけ普及しても、鉛電池がなくならずに作られてきた理由です。

 

しかし、鉛電池の主成分は、人体や環境に有害な鉛です。

欧州では、有害であることを理由に鉛の使用は規制されています。ただ、電池だけは代替がいままでなかったので仕方なく規制外になっていました。

 

2年前に下のような記事があります。

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補機用バッテリーが鉛蓄電池からリチムイオン電池に、マツダが2021年に製品化

» 2018年03月16日 06時00分 公開
[齊藤由希MONOist]

 マツダとエリーパワー、宇部興産は2018年3月15日、電源電圧12Vの補機用バッテリー向けにリチウムイオン電池を共同開発すると発表した。

欧州で検討されている環境規制をにらみ、補機用バッテリーを鉛蓄電池からリチウムイオン電池に置き換える。

2021年までの実用化を目指す。

 

 欧州では「RoHS指令」によって、鉛など6種類の物質が有害物質と指定され、使用が規制されている。

また、2021年に改定予定の使用済み車両に関する環境規制「ELV指令(End of Life Vehicles Directive)」では、2022年1月から新型車を対象に鉛蓄電池が搭載できなくなる可能性がある。

これに対応し、3社で補機用バッテリーとして使用できるリチウムイオン電池を開発する。

 リチウムイオン電池は、同じ容量の鉛蓄電池と比較して小型化が図れる。

そのため補機用バッテリーをリチウムイン電池に置き換えることにより、車両の軽量化や走行性能の向上といった効果も得られる。

 補機用バッテリーはエンジンルームに配置するため、リチウムイオン電池が高温な環境や衝突時の衝撃に耐えることが難しかった。3社の強みを持ち寄り、高温や衝撃に対する安全性や耐久性を高めていく。

      

 具体的には、マツダはモデルベース開発を活用して電池内部の化学反応を研究するとともに、高性能な次世代バッテリーを車両全体でマネジメントする技術を確立する。エリーパワーは、リチウムイオン電池がホンダの二輪車の始動用バッテリーで採用された実績や、銃で撃ち抜いても発火しないほど安全性の高い電池セルの技術を生かし、電池の基本設計と開発を担う。宇部興産は、引火点が高く、高温にも耐える電解液の開発を行う。

 今回の共同開発の成果は、12Vの補機用バッテリーだけでなく、将来的に24Vや48Vの低電圧バッテリーにも発展させることも視野に入れている。

 

 ELV指令は、使用済み自動車から排出される廃棄物を削減するため、車両や部品の再利用とリサイクルを促進する環境規制だ。

2000年に施行されて以降、鉛蓄電池の使用を禁止することが検討されてきたが、代替材料がないなどの理由によってこれまでは規制対象から除外されていた。

 次回のELV指令の改定は2021年の予定で、見直しの状況によっては鉛蓄電池の使用禁止が見送られる可能性もあるが、適用されると早ければ2022年1月から新型車が規制対象となる。

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2006年9月に公布されたEU電池指令2006/66/ECは、電池に特化した唯一のEU法ですが、欧州委員会は、同指令について、2020年第4四半期に影響評価を含む改正法案を提出することになっています。同指令の改正は、持続可能な欧州経済に向けたロードマップ「欧州グリーンディール」の最初の成果物の一つと位置付けられています。

これに関連して2020年3月17日、EUの情報通信技術(ICT)関連産業団体であるDIGITALEUROPE(現在の加盟社数は3万5000社以上)が推奨事項をまとめた文書を発表しました。その要点は以下の通りです。

  • 法令の種類を「指令(Directive)」から「規則(Regulation)」に変え、電池化学技術や製品グループに応じて、回収、リサイクル、製品特性(物質や取り外し性など)に関する目標設定やスケジュールを差別化する。(注:指令は国内法化への置き換えを必要とするが、規則は対象国に直接の効力を持ち、国内法化を必要としない。)
  • すべての廃電気・電子製品(WEEE)処理事業者に対し、回収済み電池についての報告を法的に義務付け、電池の取り外しと報告の実施を強化する。
  • 今後のエレクトロモビリティの発展との関連において、リチウムイオン電池の領域においても、産業用電池とポータブル電池に分けて、異なるアプローチを採用する。
  • ICT部門のイノベーション動向に合わせて、例えば「欧州リサイクルイノベーション戦略」というような何らかの戦略を策定し、リチウムイオン電池のリサイクル効率目標を設定する。
  • 現行指令の取り外し性(removability)に関する条項(第11条「廃電池および廃蓄電池の取り外し」)を踏襲するか、あるいは現行条文に記されている、電池寿命と取り外し性の間の均衡保持の原則に配慮する。

DIGITALEUROPEは、この文書を最初の推奨事項として提出しており、今後、欧州委員会やすべての関連ステークホルダーと議論を進めていきたいとしている。

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リチウムイオン電池という鉛電池に替わる電池が普及してきたことで、鉛電池が規制される可能性があります。
そうなれば、一気にリチウムイオン電池のシェアが独占的になってきます。
 
そうなれば、どうしても、リチウムイオン電池材料は足りなくなっていきます。
 
アサカ理研は、この大きな問題を解決する切り札として飛躍すると思っています。