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現在実用化されているリチウムイオン電池は負極にグラファイト(黒鉛)を使っているが、さらに容量を増やすためまもなくシリコン系の負極が採用される見込みである。理論上4.4倍に容量を増やすことが可能で、充電時間は1/10になると言われている。しかしこの負極には致命的な欠点があり実用化が遅れている。シリコンがリチウムイオンと結合することで負極の体積が約4倍にもなる体積膨張が発生、充放電で膨張と収縮が繰り返され1000回位で負極が破壊されてしまうのである。

シリコン粒子のサイズを小さくし、膨張を拘束するようなナノ分子構造が提案され7000回の充放電が可能となったという実験報告があるが量産技術は確立されていない。グラファイトの共有結合に近い強度を持たせた上でリチウムイオンを取り込みやすい分子構造を持った材料を安定的に量産するのは至難の技だろう。

さらに耐久性の確認は時間との戦いになる。一回の充放電サイクルを2時間とすると3000サイクルの確認に250日もかかる。さらに温度や湿度を変えた実験も必要なので、新しい材料が提案されてから実用化までには2年位の信頼性評価実験が必要となる。これを効率的に行える加速耐久試験ができれば良いのだが加速条件の正当性判断は難しい。

日本の材料技術は世界一、韓国(samsung,LGケミ)や中国(BYD,CATL)を突き放すような革新的な電池が開発されることを期待しています。しかし国内一社で中国の人海戦術の開発に対抗するのは困難だろう。大学、公的研究機関、民間企業がオールジャパン体制で開発するスキームを構築すべきではないかな。国内各社の利害調整よりも先に国が開発補助金を増やした上で、特許を共有する仕組みを経済産業省が主導して構築すべきと思う。長く日本経済をリードしてきた自動車業界だが今が踏ん張りどころです。