テスラは固体を思いつくだろうか

テスラは現在、全固体電池ではなく、独自のリチウムイオン 4680 電池セルを開発することを選択していますが、状況は変わるのでしょうか?

ここ数年、著名な自動車会社がオープンウォレットで全固体電池技術の研究に取り組むのを見てきました。 彼らの目的は？ ほとんどのEV関連の問題の原因となっている現在のリチウムイオン電池からの脱却。 しかし、10 年以上経った今でも、全固体電池はまだ商業化されていません。 それで、何がそんなに時間がかかるのでしょうか？ そうですね、現時点では、法外な生産コストと材料不足が依然として製造を妨げているため、全固体電池を大規模に生産することはできません。

一方で、数十社の企業が数百人の専門家と数十億ドルを自由に使えるようにして、問題を修正しようと懸命に努力しているため、これらの問題は一時的なものに過ぎない可能性があることは注目に値します。 しかし、業界でまだ信じていないメンバーがいるとすれば、それはテスラです。 アメリカの企業は代わりに独自の道を進み、4680 バッテリーセルと呼ばれる新しい形式で将来の標準に挑戦することを選択しました。 イーロン・マスクにとって、まだ初期段階にあるこの新技術は、SSBにとって代替手段であるだけでなく、死刑宣告に等しい。 そこで、この静かな消耗戦のさなか、私たちは少し考えてみます。なぜ誰もが全固体電池にこれほど投資するのでしょうか? そして、テスラがリチウムイオンの定説を捨てて新しい教義を支持するには何が必要でしょうか?

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全固体電池は、厳密に固体コンポーネントから作られているという事実からその名前が付けられています。 正極 (カソード) と負極 (アノード) は金属でできており、両者の間には固体電解質が配置されており、イオンが自由に流れることができます。 標準的なリチウムイオン電池の場合、電解液は液体であり、ほとんどの問題の核心です。 現在の EV は、冬の条件下で特に脆弱であることは広く知られています。これは、航続距離、バッテリーの状態、全体的な性能が寒さの影響を強く受け、イオンの動きが遅くなり、電圧が低下するためです。 一方、SSB の固体成分は、液体のように凍結しにくいため、低温下で特に弾力性があります。 同様に、リチウムイオン電池の液体電解質は引火性が高いため、高温も深刻な問題となる可能性があります。 また、EV に関しては発火の危険性が広く誇張されていますが、安全性に対する懸念は依然として有効です。 電解質が固体であれば、この懸念は大幅に軽減されます。

最近電気自動車を所有する場合のもう 1 つの注意点は、電気自動車に伴う航続距離の不安です。 幸いなことに、現在の急速充電テクノロジーは、この問題をある程度解決するのに役立ちます。 しかし、この利点は誰もが平等に享受できるわけではなく、多くの消費者は、一晩何時間も充電した後でも、長旅の途中でバッテリーが切れるのではないかという不安を依然として抱えているからです。 全固体電池は、補充プロセス中に発生する熱に対する耐性が高いため、より高いエネルギー密度（より長い航続距離を意味します）とより高速な充電を可能にするため、この問題を主流レベルで解決することになります。 一番の利点は、正しく行えば、液体の漏れを防ぐための構造上の制限がないため、劣化しにくく、柔軟性も高まることです。

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2012年、トヨタは自動車会社として初めてSSB分野の実験研究を実施した。 現在、この日本のメーカーは、地球上で第 4 位の電池メーカーであるパナソニックと協力して全固体電池の開発に取り組んでいます。 この有名な自動車会社は、2025 年までに初の SSB 搭載車両をリリースする予定です。 トヨタは最終的にこの技術を電気自動車に組み込む前にコストが下がるのを待っているため、ハイブリッド車になるだろう。 業界で最も有名な SSB 開発者の 1 つは、20 億ドルを超える資本投資を行っているアメリカの企業、QuantumScape です。 カリフォルニアに本拠を置くこのメーカーは、フォルクスワーゲン（2012年から）やポルシェなどと提携しており、ポルシェは911の電動バージョンの可能性のために全固体電池の使用を計画していると伝えられている。VWグループが次のような状況にあることを考慮すると、これらの提携はさらに理にかなっている。 （ポルシェも傘下に収めている）は、この10年末までに70台のピュアEVと60台のハイブリッドを発売すると誓った。

QuantumScape は、15 分以内に 10 ～ 80% の急速充電が可能であること、およびグラファイト/シリコン アノードの除去によって可能になる優れたエネルギー密度を約束するという、非常に大胆な主張を行っています。 2022年12月、QSは社内テストのために24層リチウム金属セルの最初のバッチを複数のEVメーカーに出荷した。 大規模な商業化の可能性はまだ遠いものの、同社はこの取り組みを大きな前進と見ている。 メルセデス・ベンツも2030年までにEVモデルを完全採用する計画で、今後数年間で新技術をテストする予定のSSB運動のもう1つのメンバーである。 ドイツのメーカーは、台湾のSSBメーカーであるProLogiumと提携して、研究開発活動に積極的に取り組んでいます。 より安価で航続距離の長いEVを生産したいと考え、ホンダも独自のSSBを開発してこの運動に参加し、最終的には量産を開始することを目標としている。 フォード、ゼネラルモーターズ、ステランティスなどの他の企業も SSB モデルに投資しています。 しかし、現在のソリッドステート ソリューションに断固として反対している特定の企業が 1 社残っています…

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リチウムイオン 4680 バッテリー セルは、テスラが社内で開発した標準バッテリーの代替品であり、ソリッドステート革命から逸脱した方法です。 このバッテリーの名前はその寸法 (46mmX80mm) に由来しており、現在モデル 3 とモデル Y の一部のバリエーションに電力を供給している 18650 およびパナソニック 2170 バッテリーのアップデートを意図しています。新しいテクノロジーとして、4680 には大きな期待が備わっています。 EV の航続距離を最大 54% 延長しながら、車両全体の重量とコストを削減します。

質量の削減とセルあたり 9,000 mAh の容量により、理想的には性能が大幅に向上するはずです。 2020 年 9 月のバッテリー デイ イベントで初めて発表されたとき、4680 フォーマットは、前モデルに比べてエネルギーが 5 倍増加し、出力が 6 倍増加したと尊大に宣伝していました。 しかし、新しいバッテリーはまだ最初の一歩を踏み出している段階であるため、これらの主張はまだ検証されていません。 2022 年 12 月、テスラはチームが 1 週間で 868,000 個のバッテリーセルを製造できたことを確認しました。 このマイルストーンは、正しい方向への重要な一歩を示しています。

現時点では、4680 を実際に見るのに最も近いのは、テキサス州ギガファクトリーで製造されているモデル Y AWD バージョンです。 当初はメニュー外のオプションとして販売されていましたが、49,990 ドルの新しいモデル Y は現在広く一般に入手可能となっており、これまでで最も安価な製品となっています。 この AWD バージョンは 4680 個のバッテリーセルを搭載しているにもかかわらず、航続距離が 470 マイルしかないため、依然として期待を裏切っています。 理由？ マーケティングと供給！ 新しいモデル Y は、より予算に優しいトリムとして提示され、フル充電で 330 マイル走行できる現行の長距離バージョンを埋没させないよう、低エネルギーのバッテリー パックがインテリジェントに装備されています。 さらに、バッテリーパックの小型化により、テスラは特定の 4680 セルあたりより多くの車両を生産することができます。

つまり、テスラは代わりに全固体電池を選択すべきなのでしょうか？ 言うには時期尚早です。 イーロン氏は 4680 セルに多額の投資を行っているため、現時点ではその可能性は低いようです。 しかし、現実は常に自分自身を押しつける方法を見つけます、そしてSSB開発への数億ドルの投資が最終的に配当を支払えば、イーロンの無謀さは最終的に衰えるかもしれません。

ナシムは車愛好家、格闘技ファン、そしてジャーナリストです。 多言語に対応し、マルチタスクをこなす彼は、翻訳から声優に至るまで、さまざまな分野に精通しています。ナシムはフランス語、アラビア語、英語に堪能で、通訳の修士号を取得しており、1998 年式の三菱エクリプスを運転することを夢見ています。