「老朽化」の問題は実はどこにでもある。今度はバッテリー業界の番だ。
「今後8年以内に、多数の新エネルギー車用バッテリーの保証期間が切れるため、バッテリー寿命問題の解決が急務となっている」。NIOの李斌会長兼CEOは最近、この問題が適切に処理されなければ、将来的に後続の問題解決に莫大なコストがかかると何度も警告している。
動力バッテリー市場にとって、今年は特別な年です。2016年、わが国は新エネルギー車用バッテリーに対し、8年または12万キロの保証政策を実施しました。現在、政策開始1年目に購入した新エネルギー車のバッテリーは、保証期間の終了が近づいているか、あるいは期限が迫っています。データによると、今後8年間で、合計1,900万台以上の新エネルギー車が徐々にバッテリー交換サイクルに入る見込みです。

バッテリー事業に参入したい自動車会社にとって、これは見逃せない市場だ。
1995年、わが国初の新エネルギー車「元旺」がラインオフしました。純電気バスです。それ以来20年、わが国の新エネルギー車産業はゆっくりと発展してきました。
騒音が小さすぎることと、主に車両を運用していることから、ユーザーは新エネルギー車の「心臓部」であるバッテリーに対する国家統一保証基準をまだ享受できていません。一部の省、市、または自動車会社も動力用バッテリーの保証基準を策定していますが、その多くは5年または10万キロの保証を提供していますが、その拘束力は強くありません。
わが国における新エネルギー車の年間販売台数が30万台を超え、無視できない新たな勢力となったのは2015年になってからのことです。さらに、政府は新エネルギー補助金や購入税の免除といった「実質的な資金」政策を講じ、新エネルギーの発展を促進し、自動車企業と社会も協力して取り組んでいます。

2016年、全国統一の動力バッテリー保証基準政策が施行されました。8年または12万キロという保証期間は、エンジンの3年または6万キロよりもはるかに長くなっています。この政策を受け、新エネルギー車の販売拡大も考慮し、一部の自動車メーカーは保証期間を24万キロ、あるいは生涯保証にまで延長しました。これは、新エネルギー車を購入したい消費者に「安心感」を与えることに等しいと言えるでしょう。
それ以来、わが国の新エネルギー市場は二倍のスピードで成長し、2018年には初めて販売台数が100万台を突破しました。昨年時点で、8年保証付きの新エネルギー車の累計台数は1,950万台に達し、7年前の60倍に増加しました。
それに伴い、2025年から2032年にかけて、バッテリー保証期限切れの新エネルギー車の台数も年々増加し、当初の32万台から733万台に増加すると予想されます。李斌氏は、来年以降、ユーザーはパワーバッテリーの保証期限切れ、「車両バッテリーの寿命のばらつき」、高額なバッテリー交換費用といった問題に直面するだろうと指摘しました。
この現象は、新エネルギー車の初期ロットでより顕著になります。当時はバッテリー技術、製造プロセス、アフターサービスが十分に成熟しておらず、製品の安定性が低かったのです。2017年頃、動力用バッテリーの発火事故が相次いで報道されました。バッテリーの安全性は業界で大きな話題となり、消費者の新エネルギー車購入に対する信頼にも影響を与えました。
現在、業界ではバッテリーの寿命は一般的に3~5年程度、自動車の耐用年数は通常5年を超えると考えられています。バッテリーは新エネルギー車の中で最も高価な部品であり、一般的に車両総コストの約30%を占めています。
NIOは、一部の新エネルギー車のアフターサービス交換用バッテリーパックのコスト情報を提供しています。例えば、コードネーム「A」の純電気自動車モデルのバッテリー容量は96.1kWhで、バッテリー交換費用は23万3000元にも達します。バッテリー容量が約40kWhの2つの航続距離延長モデルでは、バッテリー交換費用は8万元を超えます。電気容量が30kWh以下のハイブリッドモデルでさえ、バッテリー交換費用は6万元近くに達します。

「友好的なメーカーのモデルの中には、走行距離が100万キロに達したものもありますが、バッテリー3個が損傷しました」と李斌氏は述べた。バッテリー3個を交換する費用は、車両本体価格を上回った。
バッテリー交換費用を6万元とすると、8年後にバッテリー保証が切れる1,950万台の新エネルギー車が、新たな1兆ドル規模の市場を創出することになる。上流のリチウム採掘企業から中流の動力用バッテリー企業、中流・下流の自動車メーカー、そしてアフターサービスディーラーに至るまで、あらゆる企業が恩恵を受けることになる。
企業がより多くのシェアを獲得したいのであれば、消費者の「心」をよりよく捉える新しいバッテリーを誰が開発できるかを競わなければならない。
今後8年間で、約2,000万個の車載バッテリーが交換サイクルに入ります。バッテリーメーカーと自動車メーカーは皆、この「ビジネス」を掌握しようと躍起になっています。
新エネルギー開発における多様化アプローチと同様に、多くの企業は、電池技術においてもリン酸鉄リチウム、三元系リチウム、リン酸鉄マンガンリチウム、半固体、全固体といった多系列レイアウトを採用していると述べています。現段階では、リン酸鉄リチウムと三元系リチウム電池が主流であり、総生産量の約99%を占めています。
現在、国家業界標準のバッテリー減衰は保証期間中に 20% を超えてはならず、1,000 回の完全充電および放電サイクル後に容量減衰が 80% を超えないことが求められています。

しかし、実際の使用においては、低温および高温での充放電の影響により、この要件を満たすことは困難です。データによると、現在、ほとんどのバッテリーは保証期間中に70%の健全性しか保てません。バッテリーの健全性が70%を下回ると、パフォーマンスが大幅に低下し、ユーザーエクスペリエンスに大きな影響を及ぼし、安全性の問題も発生します。
ウェイライ氏によると、バッテリー寿命の低下は主に自動車所有者の使用習慣と「車の保管」方法に関連しており、そのうち「車の保管」が85%を占めています。一部の専門家は、今日の多くの新エネルギーユーザーは急速充電でエネルギーを補給することに慣れていますが、急速充電を頻繁に使用するとバッテリーの劣化が早まり、バッテリー寿命が短くなると指摘しています。
李斌氏は、2024年が非常に重要な節目であると考えています。「ユーザー、業界全体、そして社会全体にとって、より良いバッテリー寿命計画を策定する必要があります。」
現在の電池技術の発展状況から見ると、長寿命電池のレイアウトの方が市場に適しています。いわゆる長寿命電池は「非減衰電池」とも呼ばれ、既存の液体電池(主に三元系リチウム電池と炭酸リチウム電池)をベースに、正極材料と負極材料にナノプロセスによる改良を加えることで電池の劣化を遅らせます。つまり、正極材料に「リチウム補充剤」を添加し、負極材料にシリコンをドープするのです。
業界用語では「シリコンドーピングとリチウム補充」と呼ばれています。一部のアナリストは、新エネルギーの充電プロセスにおいて、特に急速充電を頻繁に使用すると「リチウム吸収」、つまりリチウムが失われると述べています。リチウム補充はバッテリー寿命を延ばし、シリコンドーピングはバッテリーの急速充電時間を短縮します。
実際、関連企業はバッテリー寿命の向上に力を入れています。3月14日、NIOは長寿命バッテリー戦略を発表しました。会議でNIOは、自社開発の150kWh超高エネルギー密度バッテリーシステムが、体積を維持しながらエネルギー密度を50%以上向上させたと発表しました。昨年、威莱ET7は150度のバッテリーを搭載して実走行試験を行い、CLTCバッテリー寿命は1,000キロメートルを超えました。
さらに、NIOは100kWhのソフトパックCTPセル熱拡散電池システムと75kWhの鉄リチウム三元系ハイブリッド電池システムも開発しました。開発された大型円筒形電池セルは、極限内部抵抗1.6ミリオームで、5Cの充電能力を備え、5分間の充電で最大255km走行可能です。
NIOは、バッテリー交換サイクルの長期化を踏まえ、12年後もバッテリーの健全性は80%を維持できると発表しました。これは業界平均である8年後の健全性70%を上回っています。現在、NIOはCATLと提携し、長寿命バッテリーを共同開発しています。目標は、バッテリー寿命が15年で切れる時点で健全性レベルを85%以上にすることです。
これに先立ち、CATLは2020年に、1,500サイクル以内で減衰ゼロを実現できる「ゼロ減衰バッテリー」を開発したと発表していた。関係者によると、このバッテリーはCATLのエネルギー貯蔵プロジェクトに使用されているが、新エネルギー乗用車分野ではまだニュースにはなっていない。
この期間中、CATLと智集汽車は「シリコンドープリチウム補充」技術を使用して動力電池を共同で製造し、20万キロメートルにわたって減衰ゼロと「自然発火なし」を実現し、電池コアの最大エネルギー密度は300Wh/kgに達することができると述べた。
長寿命バッテリーの普及と推進は、自動車会社、新エネルギーユーザー、さらには業界全体にとって一定の意義を持っています。
まず第一に、自動車メーカーとバッテリーメーカーにとって、バッテリー規格の策定における交渉材料が増します。長寿命バッテリーを最初に開発・実用化できる企業は、発言力を高め、より多くの市場を先行して占有できるようになります。特に、バッテリー交換市場に関心を持つ企業は、その意欲をさらに高めています。
皆様ご存知の通り、我が国は現段階ではまだ統一されたバッテリーモジュール規格を策定していません。現在、バッテリー交換技術は動力用バッテリーの標準化における先駆的な試験分野となっています。工業情報化部の辛国斌副部長は昨年6月、バッテリー交換技術の標準化体系を検討・構築し、バッテリーサイズ、バッテリー交換インターフェース、通信プロトコルなどの規格統一を推進すると明言しました。これは、バッテリーの互換性と汎用性を促進するだけでなく、生産コストの削減と生産効率の向上にも貢献します。
バッテリー交換市場のスタンダードセッターを目指す企業は、取り組みを加速させています。NIOを例に挙げると、NIOはバッテリービッグデータの運用とスケジューリングに基づき、既存システムにおけるバッテリーの寿命と価値を延長し、BaaSバッテリーレンタルサービスの価格調整の余地を生み出しました。新しいBaaSバッテリーレンタルサービスでは、標準バッテリーパックのレンタル価格を月額980元から728元に引き下げ、長寿命バッテリーパックは月額1,680元から1,128元に調整しました。
同業者間の権力交換協力の構築は政策指針に沿っていると考える人もいる。
NIOはバッテリー交換分野のリーダーです。昨年、Weilaiは国家バッテリー交換基準「4つの中から1つを選択」に参入しました。現在、NIOは世界市場で2,300以上のバッテリー交換ステーションを構築・運営しており、長安、吉利、江淮、奇瑞などの自動車メーカーをバッテリー交換ネットワークに誘致しています。報道によると、NIOのバッテリー交換ステーションでは1日平均7万件のバッテリー交換が行われており、今年3月時点でユーザーに4,000万件のバッテリー交換を提供しました。
NIOが長寿命バッテリーを早期に発売すれば、バッテリー交換市場における同社の地位がより安定し、バッテリー交換の標準設定者となるための影響力も増すだろう。同時に、長寿命バッテリーの人気はブランド価値の向上にもつながるだろう。ある関係者は、「長寿命バッテリーは現在、主にハイエンド製品に使用されている」と述べている。
消費者にとって、長寿命バッテリーが大量生産され、車に搭載されれば、保証期間中はバッテリー交換費用を支払う必要がなくなり、まさに「車とバッテリーの同等寿命」を実現できます。これは間接的にバッテリー交換コストの削減にもつながります。
新エネルギー車の保証マニュアルでは、保証期間中はバッテリーを無償交換できることが強調されているものの、事情に詳しい関係者によると、無償交換には条件があるという。「実際には無償交換が提供されることは稀で、様々な理由で交換を拒否されることもあります。」例えば、あるブランドは保証対象外の範囲として「車両使用」を挙げており、その過程でバッテリーの放電量がバッテリーの定格容量の80%を超える場合を例に挙げています。
この観点から見ると、長寿命バッテリーは今や有望なビジネスと言えるでしょう。しかし、それがいつ大規模に普及するかは、まだ不透明です。シリコンドープリチウム補充技術の理論については誰もが語ることができますが、実用化にはプロセス検証と実車試験が必要です。「第一世代のバッテリー技術の開発サイクルには、少なくとも2年はかかるでしょう」と業界関係者は述べています。
投稿日時: 2024年4月13日