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より安価で豊富な電池－ナトリウム･イオン電池の開発を探る

Safer and Abundant Batteries- Exploring Sodium-Ion Developments

By Lily-Rose Schuett

https://www.idtechex.com/      2024.08.15

　ナトリウム･イオン電池は、電池市場に低コスト、持続可能性の向上、安全性という新たな機会をもたらす。ナトリウムはリチウムよりも広く入手可能であるため、エネルギー安全保障とサプライチェーンの不足に関する懸念が経済にとって減少を始めることが期待される。IDTechExのこのトピックに関するレポート「ナトリウム･イオン電池2024-2034:技術：プレーヤー、市場、予測」では、ナトリウム･イオン電池の世界とその可能性について詳しく説明する。

電池の補完

　0ボルトで輸送されるナトリウム･イオン電池は、輸送に約30％の充電状態を必要とするリチウム・イオン電池と比較して、陽極側と陰極側の両方にアルミニウム集電体を使用しているため、輸送中や充放電中に安全な環境が作り出される。ナトリウム･イオン電池の製造プロセスはリチウム・イオン電池と非常に似ているため、既存のインフラストラクチャーと製造方法を使用できるため、法外なコストをかけずに新しい電池の開発を行いことができる。

　「完璧な電池」というのは、ある意味神話である。なぜなら、多様化は電池市場の長期的な成長にとって不可欠であり、各タイプはそれぞれ望ましい特性があるからである。ナトリウム･イオン電池の市場参入は、他の電池タイプを置き換えるのではなく、補完するために使用されることを認識することが重要である。他の電池がすべての役割を果たすことができないのと同じように、ナトリウム･イオン電池はすべての用途に適しているわけではないからである。しかし、ナトリウム･イオン電池の最も魅力的な特徴の1つはコストであり、材料はリチウム・イオン電池セルのコストの約40％で競争力のある価格になると予想されている。

ナトリウム･イオン・プレーヤー

　ナトリウム･イオン電池市場には多くのプレーヤーがおり、進歩を加速しリーダーシップを維持するための政府の対策のお陰で、中国だけでも20社以上が開発に取り組んでいる。IDTechExは、さまざまな用途でナトリウム･イオン電池がますます人気になるにつれて、世界の他の国々もこの進歩に追いつくはずであると予想している。IDTechExのレポート「ナトリウム･イオン電池2024-2034:技術：プレーヤー、市場、予測」では、ナトリウム･イオン製品サイクルのさまざまな段階にあるプレーヤーを調査しており、大量生産の準備が整っているものもあれば、まだ研究中のものもある。

ナトリウム･イオン電池の化学

　ナトリウム･イオン電池の構成に使用される正極活物質には、層状酸化物、リン酸塩、プルシアン・ブルー類似物などがあり、それぞれ電圧、サイクル寿命、毒性が異なる。プルシアン・ブルー類似物は、豊富で安価な毒性のない元素から作られているため、魅力的な選択肢となっている。しかし、層状酸化物と比較するとネルギー密度は低くなる。人気のアノード材料は、硬質炭素(高容量で低コスト)などのインターカレーション材料、合金材料、変換材料があり、それぞれに長所と安全性のフォールバックがあり、IDTechExのレポートで詳しく説明されている。

IDTechExの見通し

　IDTechExは、ナトリウム･イオン電池市場は2024年から2034年の間に40％の複合年間成長率で成長すると予測しているが、エネルギー密度などの分野ではまだ改善が必要である。しかし、ナトリウム･イオン電池はリチウム・イオン電池に比べて、電解質の可燃性が低いほど、明らかな利点があり、より安全な代替品となっている。セル電圧と電荷密度が低いため、ナトリウム･イオンのエネルギー密度は低いため、同じ量のエネルギーを蓄えるには新しいセルの生産量を増やす必要があり、時間の経過と共に機械コストが増加する。