旅客機とEVに電力を供給することを目的とした新しいバッテリーについて説明

Oct 28, 2023

市場シェアの上昇と技術の進歩により、電気自動車への移行が加速しています。 それに伴うレポートや企業声明の嵐の中で、潜在的に大規模な開発の一部は、ほとんど通知や説明もなく過ぎ去ってしまうことがあります。

その1つが、EV用バッテリーの世界大手メーカーである中国に本拠を置くCATL社で、先月、約2倍となるキログラム当たり最大500ワット時というエネルギー密度を持つ次世代バッテリーの詳細を発表した。市場の主要なバッテリーのエネルギー密度。その違いが、再充電が必要になるまでの航続距離の延長につながります。

これは「半固体」設計となり、これが非常に多くのエネルギーを詰め込むことができる理由の 1 つです (これについては後で詳しく説明します)。

通常、このような発表を見ると、漠然とした、または数年先のスケジュールが添付されています。 したがって、CATL関係者が上海モーターショーで講演し、このバッテリーは今年量産を開始すると述べたことは注目に値する。

同社は、このバッテリーは十分に安全であり、電気自動車やトラックだけでなく航空機でも使用できる十分なエネルギー密度を備えていると述べた。 同社はパートナーと協力して電動旅客機の開発に取り組んでおり、「航空レベルの安全性と品質要件に従った航空レベルの基準とテストを実践している」と述べた。

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CATL は Contemporary Amperex Technology Co. Limited の略で、BMW、ゼネラル モーターズ、テスラ、フォルクスワーゲンを含む多くの世界最大手の自動車メーカーのバッテリー サプライヤーです。

昨年、CATL は、1 キログラムあたり最大 255 ワット時というエネルギー密度と 600 マイル以上の航続距離を備えた新しいバッテリーを導入しました。 このバッテリーを使用する最初の車両は現在中国で販売されていますが、米国ではまだ入手できません。 エネルギー密度の増加は、バッテリーが 1 回の充電でさらに走行できることを意味し、航続距離を損なうことなく、より小型のバッテリー パックを使用できる可能性が可能になります。

同社は次世代の500ワット時バッテリーの航続距離を明らかにしておらず、どのブランドやモデルが最初にそれを採用するかについても明らかにしていない。

CATL が使用している用語の一部を理解するために、私はシカゴ地区のアルゴンヌ国立研究所の Venkat Srinivasan 氏に連絡を取りました。 彼は電池科学者であり、エネルギー貯蔵科学アルゴンヌ共同センターの所長です。

いくつかの質問と回答:

「私たちは『ハイブリッドバッテリー』という用語を使います」とスリニバサン氏は語った。 「つまり、固体であると同時に液体もあるということです。」

固体または液体は電解質、つまりリチウムイオンが流れるバッテリー内の材料です。

この材料は液体やゲルを使用するよりも高いエネルギー密度を可能にするため、企業は部分固体または完全固体の電池の開発に取り組んでいます。

これは、ほぼすべてのリチウムイオン電池が液体またはゲル電解質を備えている今日のリチウムイオン電池からの移行です。

半固体電池は、多くの場合、放電中に負に帯電する側であるアノードに固体電解質を持ち、正に帯電する側であるカソードに液体またはゲルを持ちます。

カリフォルニア州サンノゼにある電池製造の新興企業 QuantumScape は、その技術に関するプレゼンテーションに基づくと、半固体設計を使用している企業の顕著な例の 1 つです。

しかし、企業はデザインをさまざまな方法で説明します。 QuantumScape は自社のバッテリーに「半固体」という用語を使用していませんが、そのような略語を使うと、企業間の材料や設計の大きな違いがわかりにくくなる可能性があります。

CATLは、半固体であることに加えて、新製品を「凝縮物質電池」と説明しています。

「それが何なのか全く分かりません」とスリニバサンさんは語った。

同氏は、この用語は電池の設計というよりもブランディングやマーケティングに関するものかもしれないと述べた。

「ブランディングを科学的な概念だと勘違いしてしまうことがよくありますよね？」 彼は言った。 「あるいは、単なるブランディングであることもよくあります。それで問題ありません。それが企業の仕事なのです。」

より高いエネルギー密度を備えたバッテリーの開発は、より長い航続距離を持つEVにつながるはずです。 一部の設計では、現在のリチウムイオン電池よりも安価な材料が使用されているため、EVの価格が下がる可能性があります。

しかし、こうした高性能で安価なバッテリーが市場に投入される前から、EVの販売は急増していることを認識することが重要だ。

コックス・オートモーティブによると、第１・四半期の米国のＥＶ販売は前年同期と比べて４５％増加した。 販売された軽自動車とトラック全体に占めるEVの割合は7.2％で、過去最高を記録した。

「ホッケーのスティックはここにある」とスリニバサン氏はEV販売の成長曲線の形状について言及した。 「それは私たちの誰もが予想するよりもはるかに速いスピードで進んでいます。」

米国の温室効果ガスの主な排出源は交通機関であるため、この成長ペースは気候にとって好ましいことである。 しかし、成長により、EVに関するいくつかの主要な懸念の緊急性も高まります。

企業や政府は、公共充電インフラの構築に取り組む必要があることを認識しています。 これは高価で複雑です。

バッテリーとEVの製造は、採掘やバッテリーの寿命が終わった後に残る廃棄物への懸念などにより、環境に悪影響を及ぼします。 企業や政府は悪影響を軽減するために取り組んでいますが、これも費用がかかり、複雑です。

そしてこれは、早急に対処する必要があるEVの欠点の長いリストの始まりにすぎません。

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5年前、私が専門家にEVへの移行の転換点について話したとき、彼らはその勢いが間違いなく止められなくなる時期として2020年代後半から2030年代前半に注目していました。

現在、自動車メーカーの行動と世界最大の経済大国による政策変更により、この予定は前倒しされています。 いくら？ わからない。 しかし、EVが新車購入者に好まれ、内燃エンジンがガラケーに代わる日が近づいていることは明らかです。

今週注目すべきエネルギー転換に関するその他の記事:

バイデン政権はアメリカの田舎を電化するための110億ドルのプログラムを開始: E&Eニュースのブライアン・ダブス氏の報道によると、農務省は農村部の電化と排出削減を目的としたインフレ抑制法資金約110億ドルの授与手続きを開始した。 政権はこれをニューディール政策以来最大の電化への投資だと説明している。 私は、主に共和党支持の地域でのこの支出が、気候変動とクリーンエネルギーに対する態度の党派間の分裂を減らすのに役立つかどうかに興味があります。

バイデン発電所計画は業界に時間を与え、気候汚染を削減するための選択肢を与える：マリアンヌ・ラベル氏とニコラス・クスネッツ氏がICNで報じているように、クリーンエネルギーに対するインフレ抑制法のインセンティブは全体像の一部に過ぎず、先週バイデン政権は発電所での排出量削減に関する規則の発表でいくつかの重要な詳細を詰めるのに協力した。 新しい規則は高度にカスタマイズ可能であり、発電所所有者に排出量を削減する方法の選択肢を与えます。 次に法的な問題が浮上するが、共和党の州司法長官が計画について何を言っているかを知りたければ、FOXニュースがまとめている。

IRS、「国内コンテンツ」税額控除の対象となる規則を発表:エマ・ペンロッドがユーティリティ・ダイブで報告しているように、内国歳入庁は、材料が米国内で製造されることを要求するインフレ抑制法の税額控除の資格をどのように定義するかについてガイダンスを発行した。 このガイダンスの重要な部分の 1 つは、ソーラー パネルは「製造された製品」とみなされ、コンポーネントの少なくとも 40 パーセントが米国内で生産されている限り、クレジットの資格を得ることができるということです。 太陽エネルギー事業団体はガイダンスを賞賛した。 国内コンテンツ税額控除は、先週書いた積み重ね可能なインセンティブの「レイヤーケーキ」の一部です。

テスラ株主総会でマスク氏がサイバートラックと経済について語る：テスラの最高経営責任者（CEO）イーロン・マスク氏は今週の同社年次総会で株主に演説し、CNBCのララ・コロドニー氏がその概要を語った。 同氏は、テスラの待望のサイバートラックが今年市場に投入される予定で、生産が開始されれば同社は同モデルを25万台から50万台出荷できるだろうと述べた。 同氏はまた、今後12カ月で経済は大詰めに陥り、多くの企業が倒産すると予想しているが、テスラは長期的には有利な立場にあると考えているとも述べた。 マスク氏は440億ドルでのツイッター買収に関する質問に答え、これは「短期的な気晴らし」だと述べた。 そうだね、エネルギー転換において最も重要な企業の一つのリーダーにとって、それは費用も時間もかかる気を散らすものだ。

世界は中国なしで電気自動車のバッテリーを製造できるのか?:ニューヨーク・タイムズは、アグネス・チャン氏とキース・ブラッドシャー氏の記事で、EVバッテリーのサプライチェーンにおける中国の優位性を考察している。 この本は、米国にどれだけ遅れをとっているのか、そしてなぜバイデン政権が電池会社にこの国での工場建設を奨励するために多大な資金と労力をつぎ込んでいるのかを理解するために不可欠な一冊である。

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Dan Gearino は、ICN の国家環境報告ネットワークの一部として、米国中西部をカバーしています。 彼の報道内容はクリーン エネルギーへの移行のビジネス面を扱っており、ICN の Inside Clean Energy ニュースレターを執筆しています。 彼は、The Columbus Dispatch で 9 年間勤務し、エネルギー ビジネスを担当した後、2018 年に ICN に来ました。 それ以前は、アイオワ州とニューハンプシャー州の政治とビジネスを取材していました。 彼はデモインのすぐ南にあるアイオワ州ウォレン郡で育ち、オハイオ州コロンバスに住んでいます。