日米欧中の開発競争がいよいよ佳境へ。車載全固体電池の登場は予想より早まりそう
トヨタ、ホンダ、日産など日本メーカーの圧倒的リードが伝わっていた車載用全固体電池（ASSB：All Solid State Batteries）の開発競争に異変が起きている。欧州・米国、そして中国勢の追い上げが目覚ましい。技術の手の内化を目指す日本メーカー、米国の新興バッテリーメーカーとの共同開発を進める欧州、そして中央政府のバックアップのもとにコンソーシアムを形成して「世界初の実用化」を目指す中国勢など、それぞれのアプローチの違いも鮮明になってきた。
タイトル写真：市販車ベースの試作車で世界初の公道走行テストを開始したメルセデス・ベンツ。リアルワールドで性能、安全性、耐久性などの検証を重ねていく
そもそも全固体電池とはなにか。そしてそのメリットとは？
まずはその特徴を簡単に振り返っておこう。「夢の次世代電池」と呼ばれている全固体電池ではあるが、正極と負極のあいだをリチウムイオンが移動して発電／充電する理屈は、現在主流の電解液を用いるリチウムイオン電池と同じだ。
では、なにが違うのかと言えばイオンの移動を仲介する電解質が「液系（＝電解液）」ではなく、文字どおり固体であるところ。液漏れの心配がない全固体電池は、高温でも安定した充放電能力を発揮するうえ、発火リスクも大幅に低減される。
さらにエネルギー密度が高いので航続可能距離が長くなるとともに、充電に必要な時間が大幅に短縮できる。また、正極と負極を分けるセパレーターが不要なので設計自由度が高くコンパクト化も可能だ。まさにEVをはじめとする電動モビリティに最適な電池といえる。
全固体電池のイメージ。電解液やセパレーターがないことでさまざまなメリットが生まれる。（図はトヨタ自動車作成）
固体電解質は、「硫化物系」「酸化物系」「ポリマー系」に大別される。このうち車載用電池にもっとも適しているのは硫化物系であり、全固体電池として開発が進んでいるのがこのタイプだ。一方、酸化物系の固体電解質は有機ゲル電解質を併用することから「半固体電池」と呼ばれており、正極と負極を隔離するセパレーターも存在する。能力的には全固体電池には及ばないとされ、あくまで液系と全固体の「つなぎ技術」とされている。
車載用全固体電池の開発は、トヨタ、ホンダ、日産の日本勢3社が大きくリードしていると言われてきた。しかし2024年あたりから、欧米勢、そして中国勢が急速に力をつけてきている。
米・欧の技術協力が加速。公道テストを開始へ
欧米とひと括りにしたが、実は欧州の自動車メーカーは自社開発ではなく、米国のバッテリーメーカーとの共同開発を戦略の中心に据えている。メルセデス・ベンツとステランティスグループは「ファクトリアル・エナジー（Factorial Energy）」、フォルクスワーゲングループは「クアンタムスケープ （Quantum Scape）」、BMWは「ソリッドパワー（Solid Power）」といった具合だ。ちなみに韓国のヒョンデ／キアもファクトリアル社と共同開発を行っている。
なかでも、2025年に入って動きを加速しているのが、ファクトリアル社と共同開発を進める独メルセデス・ベンツ、そして米欧のステランティスだ。
ファクトリアル社とメルセデス・ベンツが共同開発した全固体電池セルは「Solstice」と名付けられた。
米国マサチューセッツ州に本拠を置くファクトリアル社は、2024年9月にボストン郊外に全固体電池用としては全米で最大規模の製造ラインを開設したと発表。さっそく、そこで製造された全固体電池セルをテスト用「Bサンプル」としてメルセデス・ベンツに送付した。Bサンプルとはほぼ量産品の一歩手前にある試作品である。
そのエネルギー密度はセルレベルで最大450Wh／kgで、一般的な液系リチウムイオン電池の1.7倍近い。摂氏90度でも安定した性能を発揮するので冷却システムの簡素化が可能になり、同クラスの液系リチウムバッテリー搭載車と比較して重量を40％低減、サイズは33％もコンパクト化できたという。
そして2025年2月下旬、メルセデス・ベンツはこのBサンプルをEQSベースの試作車に搭載して公道テストを開始。EQSに標準搭載される液系NMCリチウムイオン電池は最大航続距離が800kmほどだが、試作車は1000kmを優に超えるという。量産プロトの全固体電池を搭載した市販車ベースの試作車が公道を走るのは世界初だ（専用実験車の公道走行実験はトヨタが世界初）。
ファクトリアル社製のセルをモジュール化／パック化してEQSに搭載する。
さらに2025年4月24日には、ステランティスがファクトリアル社との共同開発に目途がついたことを発表した。電池セルのスペックはメルセデス・ベンツの「Solstice（ソルスティス）」と同等。エネルギー密度375Wh／kgを達成し、18分で15％→90％の急速充電が可能であるという。2026年までに実車（ダッジ チャージャー デイトナ？）への組み込み作業および検証作業を終了し、同年中に公道での実走テストを開始する予定だ。
なお、ステランティスとファクトリアル社は、セルの開発にとどまらず、パックアーキテクチャの最適化、車両統合の改善、全体的な航続距離とコスト効率の向上など、メルセデス・ベンツを凌ぐ協力体制を構築している。
ステランティスも2026年に実走テストを開始すると発表。米国内の公道走行を中心にデータを収集する。
実走テストそのものは短期間で終了するわけではない。航続性能、安全性能、充電性能、劣化の程度など膨大なデータの収集及び検証期間が必要となる。それゆえ、数年以内に市販車に搭載されるとは限らない。しかし、すべてが順調に進んだ場合には、大方の予想よりも早い時期に市場デビューする可能性もある。メルセデス・ベンツ、ステランティスともに具体的な市場投入時期は明言していないが、その実現により近づいていることは確かだ。
中国の動向～全固体電池の研究は継続するも方向性に変化も
車載用バッテリーでは圧倒的な世界シェアを誇る中国。2024年1月下旬、大きな動きがあった。バッテリー開発・生産大手の「CATL」「FinDreams Battery（BYD傘下）」、「CALB」、「Svolt Energy Technology」、「EVE Energy」、「Gotion High-tech」など6社と、自動車メーカーの「BYD」、「Nio」が参加する全固体電池の開発とサプライチェーンの構築を目指すコンソーシアム「中国全固体電池協同創新：Chaina All Solid state Battery Collaborative Innovation Platform（以下、CASIP）」の結成が発表されている。中央政府主導のコンソーシアムであり、2030年には現在の主力であるLFP（リン酸鉄）リチウムイオンバッテリーに加えて全固体電池でも世界のリーダーとなることを目指している。
とはいえ、現時点でその足並みがどこまで揃っているかは定かではない。最大手のCATL、それに次ぐBYDも、全固体電池の研究開発は2010年代前半から開始しており現在も試作を重ねているが、両社ともに実車に搭載した走行テストは2027年前後になると見込んでいる。むしろ、現在は主力バッテリーである液系LFP（リン酸鉄）リチウムイオンバッテリーの性能向上・安全性向上に力を入れているように見える。
BYDが独自開発した「ブレードバッテリー」は液系LFPリチウムイオン電池だが進化を続けている。
またCATLは2025年4月21日に上海で開催された新製品発表会で、ナトリウムイオン電池の新ブランド「鈉新（Naxtra）」を正式に発表した。「鈉新」の乗用車向け電池は同年12月から量産開始予定で、既存の液系リチウムイオン電池に代わる新たな選択肢として注目を集めている。
依然として電解液に有機溶剤を使うものの、正極に希少金属（とくにニッケル、コバルト）を使用せず、地球上のどこにでもあるナトリウムを使うのが大きなポイント。長期的な視点に立てば、いつかは尽きる希少金属を使わないため、全固体電池よりも将来性はあると考えたのかもしれない。
中央政府の掛け声の元に、技術知見を集結して電池産業の新たな覇権の確立を目指す中国勢だが、現在のところその足並みが揃っているようには見えない。だが、CATL、BYDともにその技術知見はすでに十分蓄えているはず。突然の重大発表の可能性には備えておくべきだろう。
技術的にはすでに各社横並びに。カギは「量産体制の確立」
上述のように、日本は長らく全固体電池の技術開発では世界の最先端を走ってきた。トヨタとタッグを組む出光興産は、2025年2月27日、量産化に不可欠な固体電解質の大型製造装置の建設を発表している。完工は2027年とされており、これはトヨタが目標としている「2027年から2028年に市販車への搭載開始」と一致している。
2025年2月27日、出光興産は全固体電池の量産に欠かせない「硫化リチウム（＝中間原料）」を量産する大型製造装置の建設を発表。完工は2027年6月の予定。
トヨタは公道走行テストの開始時期はまだ公表していないものの、国内での量産化を見すえたサプライチェーン構築も着実に進めていることがわかる。すでに、全固体電池そのものの開発は佳境を迎えており、次のステージとなる量産体制の開発に駒をひとつ進めているのかもしれない。
結局、現在はどういう状況なのか。各社のアプローチが異なるので一概に言えないが、確かなのは1年前とは状況が大きく変わってきていることだろう。某自動車メーカー技術担当役員は、「（技術的には）すでに各社横並びの状態だ。あとは量産体制をいち早く確立できたところが競争の勝者になるだろう」と語っていた。
出光興産が生産する硫化リチウム。全固体電池の量産に欠かせない「中間原料」だ。硫化系中間原料の特許出願数は出光興産が突出している。
その点において、とくにトヨタ／出光の連合が依然として先行している感が強い。とはいえ、ファクトリアル社は、「既存の電池工場の生産設備が活用できる」とスピーディに量産体制への移行が可能であるとアピールしている。つまり、メルセデス・ベンツやステランティスが量産にGOサインをだせば、いつでも量産化できるという自信だ。
いずれにせよ、「夢の次世代電池」はもはや夢でなく、予想よりも早く実現に近づいていることは確か。EVだけでなく、HEVやさまざまな電動モビリティへの搭載、蓄電池の大容量化などつながる技術だけに、その動向からはますます目が離せそうもない。
