電気自動車用のより優れたバッテリーを開発する世界的な競争には、新たな目標が設定されています。 CATL として知られる Contemporary Amperex Technology Co. Limited は、長期研究計画の大幅な変更を発表しました。中国の電池メーカーは現在、ガソリンのエネルギー密度に匹敵する理論上の最大エネルギー密度を備えたリチウム空気技術に焦点を当てている。
この発表は、2026 Powering the Nation フォーラム中に CATL の主任研究員である Wu Kai 氏から行われました。中国工程院の会員でもあるウー氏は、同社の戦略を初めて公に共有し、この巨大電池メーカーが世界市場競争の次の段階がどこで起こると信じているかを示した。
電気自動車の標準的なリチウムイオン電池には重金属化合物が使用されています。これらの化合物には通常、リチウムイオンを保持するためにニッケル、コバルト、マンガンが含まれています。リチウム空気設計により、これらの重い物質が除去されます。代わりに、リチウム金属アノードを使用し、周囲の空気から酸素を直接取り込んでカソード反応物質として機能させます。環境から酸素を取り込むため、研究者はこれを「呼吸可能な電池」と呼んでいます。この設定により、バッテリーセルの総重量と内部の複雑さの両方が軽減されます。
テクノロジーの背後にある数学は、バッテリーメーカーがなぜ興味を持っているかを説明しています。リチウム空気システムの理論上のエネルギー密度制限は 12,000 Wh/kg です。ガソリンは約 13,000 Wh/kg で推移しており、最新の実験室用バッテリーのプロトタイプは 1,200 Wh/kg 以上に達しています。この最後の数値は、今日主流の電気自動車に搭載されている容量 250 ～ 270 Wh/kg の 4 倍です。これは、今後の全固体電池で期待される 500 Wh/kg 目標の 2 倍以上です。
製造会社がこれらの部品の量産に成功すれば、電気自動車の標準航続距離は大きく変わるだろう。 1回の充電で1,600km以上の航続距離を持つ車両が普通になる可能性がある。これにより、多くの購入者をEVから遠ざけている走行距離の問題が効果的に解決されるだろう。
科学者たちが最初にリチウム空気の概念を思いついたのは 1970 年代だったが、エンジニアリング上の問題により、企業は数十年にわたってこの技術を実際の車両に使用することができなかった。これらのコンポーネントは、空気中の水分や二酸化炭素に非常に敏感です。初期のプロトタイプも触媒の安定性が悪く、寿命が短いという問題がありました。しかし、多くの進歩が見られ、最新の学術プロジェクトがこれらの問題を解決し始めています。
イリノイ大学シカゴ校、アルゴンヌ国立研究所、およびカリフォルニア州立大学ノースリッジ校による共同プロジェクトは、2024 年にリチウム空気電池が動作することを示しました。そのプロトタイプは、自然の空気を模倣した環境で 700 サイクル以上を管理しました。 2025 年までに、アルゴンヌ国立研究所はイリノイ工科大学と協力して新しいプロトタイプを構築しました。このユニットは 1,200 Wh/kg のエネルギー密度レベルを達成し、標準室温で 1,000 回の充電サイクルに耐えました。専門家は、この特定の設計が実際の車両に搭載されるのは 2030 年以降になると予想しています。
CATL には、代替化学概念を実際の製品に変えてきた歴史があります。同社は2020年にナトリウムイオン電池の設計を発表し、現在それらの電池はすでに量産されており、自動車メーカーはいくつかの新型車両に搭載している。これらのモデルには、GAC Aion UT や長安オシャン 520 が含まれます。吉利、奇瑞、第一汽車などの他の自動車ブランドも、小型電気自動車の価格を下げるためにこれらのナトリウム イオン パックを使用しています。
新しいリチウム空気の発表は、同社がスケジュールを3つの異なる部分にどのように分割する計画であるかを示している。短期的な計画は、既存の成熟したバッテリー設計を使用して現在の市場の要件を満たすことです。中期的には、CATL はソリッドステート パックを展開することで、プレミアム EV の運転体験を向上させます。長期的には、リチウム空気技術を商業化することでエネルギー貯蔵能力を最大化することが重要です。
この長期的な研究を開始するにあたり、ビジネス規模は中国メーカーに有利に傾いています。 CATL は、動力電池と定置型エネルギー貯蔵システムの両方で世界最大の市場シェアを保持しています。自動車分野では、同社は2026年4月に47.0%の市場シェアを確保した。エネルギー貯蔵面では、同社は2025年中に121GWhの蓄電池を販売した。この量により世界市場シェアは30.4%となり、5年連続で世界第1位の座を維持している。
