ノーベル賞の発表を受けて旭化成の本社で会見を行った吉野彰名誉フェロー(撮影:今井康一)
「ノーベル化学賞のフィールドは広いので、電池のようなデバイス(部材)はなかなか順番が来ない。『順番が来たら絶対に取りますよ』とは言っていたものの、まさか、まさかです」。受賞者が発表された約30分後、旭化成の本社で開かれた会見で、吉野氏は興奮気味にこう語った。
10月9日、スウェーデン王立科学アカデミーは今年のノーベル化学賞受賞者を発表。受賞者は旭化成の吉野彰名誉フェロー、米テキサス大学のジョン・グッドイナフ教授、米ニューヨーク州立大学のマイケル・スタンリー・ウィッティンガム卓越教授の3人で、リチウムイオン電池の開発で主導的な役割を果たしたことが評価された。
吉野名誉フェローは、リチウムイオン電池の過去・現在・未来をどのように捉えているのか。2018年6月30日号「怒涛の半導体&電池」で掲載したインタビューを拡大版で掲載する。

 

——リチウムイオン電池が最初に採用されたのはビデオカメラでした。開発当時、今のようにさまざまIT機器に使われている世界を想像していましたか。

よく聞かれますけど、残念ながらそういう世界を想像していたわけではなくてね(笑)。

当初、ターゲットにしていたのは8ミリビデオカメラ用電池です。当然、その時点ではまだ携帯電話とかスマートフォンとかノート型パソコンなんてまったく世の中にないしね。

現在のビデオカメラにも当然、リチウムイオン電池が使われていますが、全体のコンマ2%なんですよ。だから、(今の状況は)だいたい当初予想していたマーケットのだいたい500倍。

——それはすごい。

結果的には、IT機器が普及していくことで電池の使用も増えていったんだけど、スタート時点ではとにかくビデオカメラに搭載されたら大きなマーケット捕まえれますよ、という感じでした。

——今やIT機器だけでなく自動車にも。例えば、米テスラの電気自動車(EV)には円筒型のリチウムイオン電池が何千本も入っています。

そうです、そうです。いわゆる「18650」というノート型パソコンに使われているものですけどね。これはもう25年ぐらい実績があって、性能も最高レベルに達していて、なおかつ値段が非常に安い。それをたくさん搭載して繋ぐというのは、1つの考え方やね。

何千本もの電池をつないできちんと機能させるためには、バッテリーマネジメントが非常に難しいんです。だから、テスラはそういう技術を持っていたということなんでしょう。

ただ、未来永劫そのやり方がメインストリームになるかどうかはわかりませんけど。

——角型のリチウムイオン電池のほうは多くのハイブリッド車(HV)やプラグインハイブリッド車(PHV)に使われています。その良さは何でしょうか。

これもメリット、デメリットがあるんです。

メリットは当然大きな電池を一つ作るほうが、小さな乾電池50本分ぐらいに相当するのかな。要は作るのは楽ですわね。直列、並列にはつなぐんだけども、つなぐ数が少なくて済みますから、バッテリーマネジメントが楽です。

デメリットとしてはまだ大型のリチウム電池はあまり市場の実績がないから、どうしても安全に気をつかって設計せんといかんですよね。本当はエネルギー密度を上げられるんだけど、いきなり無理して上げるわけにもいかない。そうすると、ちょっと性能的には落ちますし、値段的にも当然ね(高くなる)。これから作っていく段階だから、値段もそんなに下がっていない。ちょうど(円筒型と)裏返しの関係ですよね。

2025年までは見えている

——なるほど。そもそも電池は大型で作られてから歴史が浅いと。

そうです、そうです。実際ある程度の本格的な量をつくったり、世の中に出して「市場実績」という意味ではまだ、ここ4、5年ぐらいですよね。

——さきほどIT機器に搭載されたことで市場が大きくなったと言われました。これが自動車で普及するといっそう拡大しますね。

これは、いろんな見方があってね。

今のようなEVが本格的に世の中に出てきたのは2010年前後で、三菱自動車の「アイ・ミーブ」と日産の「リーフ」。たぶんそこがスタートなんです。そこから7、8年が経過して、2017年で小型民生用とほぼ一緒になり、ちょっと車載用が追い越したともいわれる状況なんですよね。

——マーケットのサイズが?

そうです、そうです。じゃあこれから先どこまで増えるのか。まあ、当然増えていくんですけど。今のところ間違いないと言われてるのが2025年で、だいたい小型民生用の10倍ぐらい。そこまでは技術的にもこれでいけそうですね、数量的にもそのあたりは見えてますね、となっている。

じゃあ2025年以降にどうなっていくのかは、たぶんいろんな見方がある。2025年で小型民生用の10倍になる規模というのは、車全体のだいたい15%ぐらいなんですよ。もしそれが100%になったら約6倍だから、小型民生用の60倍になる。それが本当に実現できるのか、あるいは別のシナリオがあるのか。そこが今、議論の争点になってると思います。

——部材が足りるのかなど、いろんな論点があります

だから、資源の問題も含めて、現実として2025年がある意味でギリギリのライン。

——足元でも、中国の企業がコバルトの採掘場を買収するなど、資源を囲い込むような動きがあります。

2025年まではそれほど大きな問題にはならないんだけども、とはいえどうしても投機的な問題が出てきますよね。絶対量としては問題ないんだけども、やはり資源価格が高騰していくとかね。したがって、市場規模が2025年レベルまでいくとしても、それ以降はやはり何らかのリサイクルとか、本当にそういうことが大前提になってくると思います。

——リサイクル技術だと、どこが一番研究が進んでいるのでしょうか。

やっぱり鉱山会社じゃないですかね。彼らに言わせると、「リサイクルする技術はもう完成してます」と。問題は誰が(使用済みのリチウムイオン電池を)集めてくれるんですかということ。

——確かに。

集めるコストが、これは、もうとてもね。携帯電話とかパソコンは、これは(回収が)もう無理なんですよ。売り切りでしょ。ただ、車の場合は必ず法律的に廃車手続というものがあるから、必ずどこかに集められるわけです。リサイクルがやりやすい状況ではあると思いますよ。

——集めてからコバルトとニッケルに分けたり、コストがかさんでビジネスとして成立しないという見方もあります。

もちろんそれはありますけど、今は集めるためのコストが見えないので、採算がどうしても見えませんと。だから誰かが責任を持って集めるようなシステムができちゃえばね。その仕組みができれば、資源価格の投機的な動きを抑制するような効果もあると思いますけどね。

いくら「回収しましょう」と言っても、キャンペーンやってもなかなか集まらないし。そこはちょっと(やり方として)違うと思いますけどね。

——さきほど、車載用の角形電池について、値段がまだ高いという話がありました。今後、下がっていくものでしょうか。

大型が作られてもうすぐ10年になるので、コストもどんどん下がってきていますし、当然、技術も向上してきています。実際に作っていくと、エネルギー密度の考え方とか、ある程度のツボがわかってくる。例えば、最初に発売された日産のリーフは1回の充電で走行距離が200キロメートルでしたが、今では2倍の400キロメートルほどになりましたよね。

——大型の角型電池が円筒型のコストパフォーマンスに近づいてくるのは、どんな要因が大きいのでしょうか。

一つは材料です。正極にしても負極にしても、これを改良することでエネルギー密度も上がるし、なおかつ値段も下げますと。どちらかというと材料メーカーの努力です。

もう一つはさきほど言った設計。実際に材料を使って電池にするときに、当初は安全サイド、安全サイドという観点で設計せざるを得なかったんでね。ただ、(生産を重ねていくうちに)ここはちょっともう少し無理がききますねとかが分かってくる。そのあたりはいわゆる電池メーカー、もしくは自動車メーカーの努力でしょうね。

シナリオ1、2かを見極める

——コストパフォーマンスが高まっても、2025年がひとつの節目で、その後は見えていないのであれば、電池メーカーにとって展望は明るくない?

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