〈ノーベル賞〉どうして電気自動車にはリチウムイオン電池が選ばれるのか

旭化成名誉フェローの吉野彰さんら3人が「リチウムイオン電池の開発」でノーベル化学賞を受賞されました。おめでとうございます！研究者のみなさんの活躍が私たちの未来を切り拓いてくれているんだと改めて実感しました。

「未来を拓く」といえば、吉野さんはインタビューの中で「リチウムイオン電池によってモバイルIT社会が実現し、世界が変わった。これからは電気自動車への応用も含めて、リチウムイオン電池は環境問題に対しての答えを出していく使命を帯びている」と話していました。「電池」というのは理解できますし、電気自動車に使われているということはなんとなく想像できます。ですがその実態は何なのかよくわからないという人も多いのではないでしょうか？

リチウムイオン電池って何？どんな会社がつくっているの？という疑問から、自動車とのつながり、それによる環境問題への影響について詳しくまとめました。

リチウムイオン電池と自動車の関係

リチウムイオン電池と自動車の関係

リチウムイオン電池って何？

そもそも、電池って何なのでしょう？簡単に言うと「光、熱や化学反応を電気エネルギーに変えて放出する装置」です。それでこの電池、大きく分けて1次電池と2次電池の2種類あるんです。1次電池は使い捨ての電池。乾電池がこれにあたります。2次電池は充電ができる電池で、「蓄電池」「バッテリー」などとも呼ばれます。

リチウムイオン電池はデジタルカメラ、ノートパソコンやスマートフォン、そして電気自動車などに搭載されています。もうおわかりですね？リチウムイオン電池は2次電池です。

電池というのは正極と負極の間での電子のやり取りで放電・充電しています。これはリチウムイオン電池も同じ。リチウムイオン電池には正極にコバルト酸リチウムが、負極に特殊な炭素材料が使われています。負極材の炭素材料を開発したのが吉野さんです。コバルト酸リチウムには「合成が簡単」「高い電圧を起こす」「寿命が長い」、炭素材料には「熱に強い」「小型化が可能」という特徴があります。これらはそのままリチウムイオン電池の特徴でもあって、「小型・軽量で高い電圧を生み出す」というのがリチウムイオン電池の強みです。現代のノートパソコンやスマートフォンが軽く、高性能なのもうなずけますね。ちなみに1991年、世界で最初にリチウム電池を商品化・発売したのは「ソニー」で、初めて搭載された製品はビデオカメラです。

車載用リチウムイオン電池

そうしたデジタル機器や飛行機、人工衛星まで幅広く使われているリチウムイオン電池。今後は電気自動車などでの利用が進むことでさらなる普及が予想されます。民間の調査会社は、車の自動化によってリチウムイオン電池市場が一層大きくなると予測しています。リチウムイオン電池の世界市場は2022年には7兆3,900億円まで拡大する見込みで、これは2017年と比較すると2.3倍の値です。

ここまでの話でおわかりかもしれませんが、リチウムイオン電池は自動車と相性が良いのです。エンジンに代わる車載用電池は、走行距離や安全性を左右する重要な部品。「軽くて、パワーが出せて、熱に強くて安全」なリチウムイオン電池はそれにふさわしいんですね。従来の2次電池（ハイブリッドカーに使われる「ニッケル水素電池」）と比較して2倍の電池容量と3倍の電圧を持つと言われています。電気自動車の圧倒的な加速力はここから来ているんですね。

また、“小型”というリチウムイオン電池の特性も電気自動車のメリットになります。電気自動車はエンジンが必要ありません。つまり、エンジンルームは存在しません。そのため、スペースを有効活用できます。この空いたスペースのため、電気自動車は居住性も高く、収納スペースも広くなります。エンジンルームを全てトランクとして使用できるのでガソリン車と比べて収納スペースは2倍になります。