今後、このバッテリーに明るい未来が訪れますように。

我が国のリチウム電池産業は目覚ましい発展を遂げ、世界市場で重要な地位を占めています。しかし、リチウム電池業界は、サプライチェーンにおける原材料価格の急激な変動、上流産業と下流産業の連携の不十分さ、不公平な市場競争など、依然として多くの課題に直面しています。

中国政府はこれらの課題に対応して、業界内の協調的発展の促進、生産能力と投資監督の強化、製品品質監督の改善など、一連の措置を講じ始め、リチウム電池産業の健全で安定した発展を確保している。現在、リチウム電池産業の高品質な発展を決定づける主な要因は3つあります。

正極材料の開発は電池性能向上の核心である

現在のリチウムイオン電池業界では、正極材料の革新と開発が電池性能向上の中核となっています。正極材料は、バッテリーのエネルギー密度、安全性、サイクル寿命、低温性能に直接影響するため、バッテリー技術研究のホットな話題となっています。

三元材料（NCM、NCAなど）とリン酸鉄リチウム（LiFePO₄）は、市場で最も主流の正極材料です。三元系材料はエネルギー密度が高いため高級電気自動車に広く使用されていますが、リン酸鉄リチウムはコスト面での優位性と安全性が高いため、中低価格帯市場やエネルギー貯蔵分野に適しています。

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技術の継続的な進歩に伴い、正極材料の開発は主にエネルギー密度の向上、安全性能の向上、電池寿命の延長に重点を置いています。たとえば、高ニッケル三元系カソード材料は、ニッケル含有量を増やすことでエネルギー密度を向上させ、同時にコバルト含有量を減らしてコストと環境への影響を減らします。しかし、これにより電極の構造安定性と熱安定性が低下し、バッテリーのサイクル安定性も低下します。したがって、安全性と長期的な信頼性を確保するには、さらなる材料の革新とプロセスの改善が必要です。

正極材料の革新は、リチウムイオン電池産業の発展にとって極めて重要です。これはバッテリー性能の向上に関連するだけでなく、業界全体の市場競争力と持続可能な発展にも影響を与えます。新しい材料や技術が継続的に登場することで、リチウムイオン電池の性能は今後も最適化され、向上し続けるでしょう。

特許技術の革新が産業発展を促進する鍵

リチウムイオン電池産業の発展は、材料技術の進歩と特許技術の革新の両方によって推進されています。近年、新エネルギー車市場の急速な発展に伴い、リチウムイオン電池技術の需要は新たなピークを迎えています。大手バッテリーメーカーは研究開発への投資を増やし、バッテリーの性能、安全性、コスト、特許技術でリードしようと競争しています。

特許データによると、バッテリーやその他の電力貯蔵技術における特許活動は、2005年から2018年にかけて年平均14%の割合で増加しており、これは全技術分野の平均の4倍に相当します。この成長は主に、特に民生用電子機器や新エネルギー車の分野における充電式リチウムイオン電池技術の進歩によって推進されています。

電気自動車の需要により、バッテリーのエネルギー密度、耐用年数、充放電速度、低温性能を向上させる高性能リチウムイオン技術の開発が促進されました。さらに、風力や太陽光などの再生可能エネルギーを電力網にうまく統合するために、エネルギー貯蔵バッテリー技術の進歩も推進されています。

リチウムイオン電池の放電と充電プロセスの動作原理 出典: studiousguy.com

特許分野では、固体リチウムイオン電池の特許出願件数が引き続き増加しており、固体リチウムイオン電池は安全性、エネルギー密度、広い温度範囲での動作などの利点があるため、今後の主流の開発方向になると考えられています。

公開されている特許出願データによると、固体リチウムイオン電池に関する特許出願は約 1,900 件あります。 2020年以降、固体リチウムイオン電池の特許出願件数は1,000件を超え、50％以上を占めています。年間平均申請件数は250～300件程度で推移しており、年々増加傾向にあります。

リチウムイオン電池産業の発展は、材料とプロセスの継続的な革新に依存しています。特許技術の革新はこのプロセスにおいて重要な役割を果たし、技術の進歩を促進するだけでなく、競争が激化する市場で企業が主導的地位を確保するためのサポートも提供します。この革新的な活動は、市場と技術のニーズが進化するにつれて、今後も加速し続けると予想されます。

人材配置の最適化は持続可能な開発のための戦略である

我が国のリチウム電池産業は急速な発展段階にあるため、人材配置が非常に重要です。リチウム電池などの材料科学分野における中国での人材配置戦略:

1

科学技術の成果が生産性を高める

企業は、高品質の製品と先進的な技術を生み出すために、新技術、新素材、新製品を中心に研究開発を緊密に行う必要があります。これは市場競争力を向上させるだけでなく、優秀な人材を引き付け、維持するための鍵にもなります。

2

優秀な人材の導入と育成

企業は地元の人材を育成しながら、積極的にハイエンドの人材を導入すべきである。国内のバッテリー業界の先駆者たちは、国内外のトップクラスの専門家を多数招聘することに成功し、バッテリー企業に模範を示しました。

3

人材育成と評価の仕組みを確立する

リチウム電池業界の関連ポジションを計画・整理し、リチウム電池とその他の材料の分野における人材基準を分類・策定し、標準化された人材育成・評価メカニズムを確立して人材の質を確保します。

4

人材の確保

従業員の育成と従業員の悩みの解決という2つの側面から、優れた人材環境を提供します。オープンで包括的な姿勢を通じて、才能ある人材を保護し、リソースを提供します。

つまり、健全な組織は人材を引き付けるだけでなく、人材を育成し、企業が高品質で持続可能な発展を達成するのを助けることができます。

我が国は将来の発展の傾向をどのように計画すべきでしょうか?

中国はリチウム電池産業の発展において優位性を有しているものの、業界の持続的かつ急速な成長を促進しながら、市場の安定性を維持し、過剰生産能力を回避する方法が、慎重に検討する必要がある重要な課題となっている。

技術が進歩し、市場の需要が変化するにつれて、リチウム電池分野の研究開発は、リチウム電池技術の将来の発展方向を予測するいくつかの重要な傾向に焦点を当てています。

1

バッテリー性能の向上

将来のリチウム電池は、より高いエネルギー密度、より長い耐用年数、より速い充電速度に向けて開発が続けられます。これは、新しい材料の開発とバッテリー構造の革新を通じて達成する必要があります。

2

安全性の向上

リチウム電池技術の開発においては、安全性が今後も中心的な考慮事項となります。研究者たちは、過充電、過熱、短絡などの問題を防ぐための新しいバッテリー管理・監視システムや組み込みの保護メカニズムを開発しています。さらに、バッテリーの材料と構造設計を改善することで、潜在的な安全リスクをさらに低減することができます。

3

コストを削減

リチウム電池技術をさまざまな分野で広く利用してもらうためには、コストを削減する必要があります。これは、生産効率の向上、低コストの原材料の採用、バッテリーのリサイクルおよび再利用プロセスの最適化によって実現できます。コスト削減は、電気自動車の導入と再生可能エネルギーシステムの導入を加速させるのに役立つだろう。

4

環境に優しい技術

世界が環境保護と持続可能な開発にますます注目するにつれて、より環境に優しいリチウム電池技術の開発がますます重要になっています。これには、より持続可能な、または生分解性の材料を使用してバッテリーを製造すること、バッテリーのリサイクル性を向上させること、環境への影響を減らすためにより効率的なリサイクル技術を開発することが含まれます。

結論

持続可能なエネルギーに対する世界的な需要が高まり続ける中、継続的な研究と革新はエネルギー技術の進歩を推進する上で重要な役割を果たします。現在のエネルギーソリューションの重要な部分として、リチウム電池技術の開発と改善は、より効率的で、より安全で、より環境に優しいエネルギーシステムを実現するための鍵となります。バッテリー性能を継続的に最適化し、安全基準を引き上げ、生産コストを削減し、環境への影響を最小限に抑えることで、リチウムイオンバッテリー技術が将来のエネルギー分野で中心的な役割を果たし続けることを保証できます。

したがって、世界の持続可能な開発目標を達成するためには、リチウム電池などのエネルギー技術の研究と革新に投資を続け、さらなる可能性を継続的に探求し、解き放たなければなりません。こうした取り組みは、技術の進歩を促進するだけでなく、経済成長と環境保護を促進し、将来の世代のために、より環境に優しく持続可能な世界を創造することになります。

企画・制作

著者: Denovo チーム サイエンス チーム

査読者: 中国科学院大連化学物理研究所准研究員、石浩東

企画丨Ding Zong

編集者: ディン・ゾン