米電池スタートアップのSolid Powerが、全固体電池の商用化をてこに米電池産業の巻き返しを狙っている。自社で完成セルを量産するのではなく、硫化物系固体電解質の供給に特化し、既存メーカーの生産設備を活用して市場導入を進める戦略だ。リチウムイオン電池で主導権を握ってきたアジア勢に対し、次世代電池で反攻を目指す。

米EV専門メディアInsideEVが12日付で報じたところによると、Solid Powerは全固体電池の中核材料である硫化物系固体電解質の開発と生産に注力している。自社技術を既存の電池メーカーの生産工程に組み込み、商用化のスピードを高める考えだ。

同社はコロラド州に本社を置く固体電解質の専業企業で、QuantumScapeやFactorialなど米国の全固体電池スタートアップと競合する。全固体電池は、従来のリチウムイオン電池に比べて航続距離の延長、充電時間の短縮、安全性の向上が期待される一方、量産段階で品質や歩留まりを安定させることが課題となっている。

ジョン・バン・スコッターCEOは、全固体電池が米電池産業の再成長を支える技術になり得ると強調した。「全固体電池は、米国が電池産業で再び競争力を確保するための手段になり得る」と述べた。

Solid Powerの特徴は、完成セルではなく電解質に経営資源を集中している点にある。電解質は、電池内部でリチウムイオンの移動を担う中核材料だ。液体電解質を使う既存のリチウムイオン電池に対し、同社は硫化物系の固体電解質を開発している。

同社は、この技術が既存の電池生産体制に組み込みやすいことを強みとして打ち出す。バン・スコッターCEOによると、従来のリチウムイオン電池生産で使われるロール・ツー・ロール設備を活用し、全固体セルを製造できるという。新工場の建設や大規模な設備更新の負担を抑えられる点が利点だ。

生産基盤の整備も進めている。Solid Powerは先月、コロラド州ソーントンの工場に「Mobius」パイロット生産ラインを構築した。年末の稼働開始を目指し、固体電解質の生産能力を年間45トン積み増す計画だ。既存設備を含めると、パイロット生産能力は年間75トンに拡大する。生産した電解質は自動車メーカーや電池メーカーに供給する方針だ。

完成車メーカーや電池メーカーとの協業も続けている。Solid PowerはこれまでFord、BMW、Samsung SDI、SK Onなどと連携してきた。FordとBMWとの共同開発契約はすでに完了しており、現在は主要電池メーカーとの量産拡大に向けた協議に軸足を移したという。

BMWとSamsung SDIとの3社協業では、各社が役割を分担する。Solid Powerが固体電解質を供給し、Samsung SDIが電池セルを生産、BMWが電池モジュールとパックの開発を担う。材料技術を既存メーカーの生産力につなげ、商用化を進める枠組みだ。

性能面では具体的な数値も示した。Solid Powerは、自社の硫化物系固体電解質をシリコン負極とニッケル・マンガン・コバルト（NMC）正極と組み合わせた場合、エネルギー密度を390Wh/kgまで高め、1000回を超える充放電が可能になるとしている。リチウム金属負極を適用すれば、エネルギー密度は440Wh/kgまで高められるという。

もっとも、これらは電解質単体の性能値ではない。電極材料やセル設計を含めた条件下で見込まれる数値であり、最終的な電池性能はセルを設計・製造する企業の技術力に左右される。バン・スコッターCEOも、同社はセル性能を支える中核材料を担う一方、エネルギー密度や寿命といった主要指標は最終的なセル設計に依存すると説明した。

技術面の課題も残る。代表例がデンドライトだ。電池内部で針状のリチウム構造が成長すると、内部短絡や容量低下を引き起こす恐れがある。Solid Powerは、この問題の解決に相応の技術開発リソースを投じていると明らかにした。

実車搭載に向けた検証も進んでいる。BMWは昨年、Solid Powerのシリコン負極ベースの固体電池を搭載したi7プロトタイプの画像を公開した。ただ、量産車への採用時期は現時点では明らかになっていない。

Solid PowerはEV以外でも、防衛、ドローン、ヒューマノイドロボットを初期市場として有望視している。自動車に比べて製品認証に要する期間が短く、製品更新サイクルも速いためだ。バン・スコッターCEOはドローンとロボットについて、「認証サイクルが短く、プラットフォームの寿命サイクルもはるかに速い」と語った。

同社は、全固体電池が2020年代末に一部の高級EVへ先行採用され、その後2030年代初めにより広い市場へ広がるとみている。リチウムイオン電池で韓国・中国勢を中心とするアジア勢が優位に立つなか、次世代電池で競争構図を変えられるかが焦点となる。