NIOの半固体電池の性能は？パナソニック、CATL、トヨタの電池と比較

中国の自動車メーカーNIOは、2022年末から2023年前半にかけて、NIO ET7に固体電池を搭載すると発表しました。

NIOの固体電池の性能はいかほどなのか、QuantamScapeやトヨタの全固体電池と比較して何が違うのか、などを解説します。

NIOの全固体電池の概要

NIOの固体電池のお披露目でアピールされていたin-situ solidification hybrid electrolyteは、ゲル化による界面抵抗低減、Nickel-Ultrarichはカソード(正極)をNiリッチにしてエネルギー密度上げています。

特別な技術を導入してるわけではなく、正常進化品だという認識です。

NIOは、固体電池を2022年Q4に車載にするとしています。クラウドで温度管理まで行うと言い、冷却系もスマートになると考えられます。

NIOと他社の違い

トヨタやQuantumScapeなどの開発する無機セラミック電解質を用いた全固体電池は課題が山積しています。

NIOが解決策として検討したのが、電解質のゲル化です。

セラミック電解質に液体溶媒を添加することで、ポリマー複合材と呼ばれる柔軟性が高い電解質に変更します。

ゲル電解質は、界面での接触が良好となり、界面抵抗を低減できます。

さらに、無機セラミックと柔らかいポリマーで構成される複合電解質は、優れた界面接触を提供し、充放電の膨張の影響を低減します。複合電解質の組成を合理的に制御することで、界面反応を防ぐこともできます。

通称：半固体電池

NIOの全固体電池は電解質の一部がゲルで完全な固体ではありません。ここが、固体のみを扱うquantumscapeやトヨタとの違いで、NIOが早期に全固体電池を商用化に結び付けることのできた要因の一つとして挙げられます。

このように、完全に固体でない電解質を用いる電池を「半固体電池」とも呼ぶようになっています。

性能の比較

発表値ベースでみると、NIOの全固体電池は現状販売されているどの電池よりも性能が高い。

Panasonicのニッケル系リチウムイオン電池(Teslaなどに採用)に対し約1.5倍、CATLが最近発表したNaイオン電池やトヨタのバイポーラ型ニッケル水素電池に対して2倍のエネルギー密度です。

QuantumScapeが発表している、全固体電池のエネルギー密度350Wh/kgをも上回ります。

※トヨタは開発中の全固体電池のエネルギー密度を公表していません

サービスでも先行するNIO

Nioは、電池関連のサービスでも他社を先行しています。NIOの提供するBattery Swap Stationは、1日312台に対応できる電池交換式のステーションです。2021年に国内に500のstationを設置を予定しています。

自宅に充電施設を設置できないユーザや、長距離を移動るユーザのために考案されたもので、バッテリー交換ステーションであり、サブスクリプションで月1万5000円とのこと。テスラもこのような特許を出願していたが、実現には至っていません。

NIOの研究開発

Nioは生産能力を高めるために、NIOParkと呼ばれる大規模な拠点を建設しています。

その広さは16,950エーカーであり、新宿区の3.5倍、テスラのフリーモント工場の12倍、トヨタのスマートシティの100倍の広さです。自動車製造拠点のほとんどに加えて、サプライヤー拠点も設置される予定とのことです。

第1フェーズへの投資は500億人民元（現在の為替レートで7兆7,240億ドル）で、スマート製造、研究開発、リビングエリアの3つの主要エリアに分割され、従業員と訪問者のためのエコパークを設置。

NeoParkは、環境に優しいことを目指しており、カーボンニュートラルの達成に貢献します。10,000人を超えるR＆D人員と40,000人の技術者を収容することを目指しています。

これだけ広大な拠点を持つメリットがあるのか疑問ですが、NIOによれば、ロジスティクスの平均走行距離を考えると、ロジスティクスコストだけで1台あたり3,000人民元（463.50ドル）の節約を見込めるとのことです。同社は、NeoParkの完成にどれくらいの時間がかかるかを明らかにしていません。

これだけ大規模な投資を行うことのできるNIOが、今後中国市場を席巻する事は疑う余地がありません。

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