世界の固体電池市場規模は、2023年に14億9,770万米ドルと評価されました。予測期間（2024～2032年）中に36.4%のCAGRを記録し、 2032年には244億7,676万米ドルに達すると予想されています。
全固体電池は、リチウムイオン電池の液体電解質やポリマーゲル電解質の代わりに、固体電極と固体電解質を使用しています。全固体電池は、液体電解質溶液をベースにしたリチウムイオン電池よりもエネルギー密度が高く、爆発や発火の危険がないため安全部品が不要で、スペースを節約できます。全固体電池は、必要な電池の数が少ないため、単位面積あたりのエネルギー密度を高めることができます。そのため、全固体電池は、モジュールとパックを含む大容量のEVバッテリーシステムを構築するのに最適です。
| レポート指標 | 詳細 |
|---|---|
| 基準年 | 2023 |
| 研究期間 | 2020-2032 |
| 予想期間 | 2024-2032 |
| 年平均成長率 | 36.4% |
| 市場規模 | 2021 |
| 急成長市場 | ヨーロッパ |
| 最大市場 | アジア太平洋地域 |
| レポート範囲 | 収益予測、競合環境、成長要因、環境＆ランプ、規制情勢と動向 |
| 対象地域 |
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リチウムイオン電池と比較すると、固体電池はエネルギー密度が高く、構造がしっかりしていて、安定性があり、安全に使用できます。イオン伝導率が低い、反応性が高い、コストが高いなどの制限はありますが、需要は急速に高まっています。このような制限を克服するために、さまざまな材料でさまざまな固体電解質が作られています。
固体ポリマーと無機電解質は全固体電池には最適ですが、イオン伝導率が低い、機械的特性が悪いなどの制限があります。これらの制限は、活性または受動無機充填剤とポリマーマトリックスを含む複合固体電解質 (CSE) の発見によって克服されました。Robert Bosch、Quantum Scape、Planar Energy Devices、トヨタ自動車など、多くの企業が固体電池の開発に取り組んでいます。主要企業によるこのような取り組みにより、さまざまな分野で固体電池の採用が促進されています。
現在のリチウムイオン電池は、必要な性能を満たしていません。さらに、重すぎて高価で、充電に時間がかかります。一方、固体電池は、長時間稼働できる可能性があり、エネルギー密度が高く、充電が速いため、EVの価格がさらに安くなります。
シリコンはグラファイトの 10 倍のエネルギー密度を持つため、非常に望ましいアノード材料です。ただし、バッテリーの充電と放電に伴い、シリコン アノードは急速に膨張して劣化します。これは、液体電気分解を使用する Li イオン セルでは特に顕著です。
固体電池は、より安全で、より安価で、より長持ちすることが期待されています。環境コストの高い採掘が必要なリチウムとは異なり、ナトリウムは安価で豊富に存在するため、ナトリウムイオン化学は特に有望です。目標は、再生可能エネルギー源によって生成された電力を貯蔵してピーク需要を減らす大規模なグリッドエネルギー貯蔵アプリケーションで使用できる電池を生成することです。
固体は、現在のリチウムイオン電池に挙げられているいくつかの問題に対処できる可能性があります。従来の電池では不可能だったアルカリ金属アノードの適用により、c カソードのエネルギー密度が高まり、長寿命が実現します。固体電解質は不燃性または自己発火性であると想定されています。固体電池の不燃性により、熱暴走のリスクが軽減され、セルのパッケージをよりタイトにすることができます。これにより、設計の柔軟性と体積密度が向上します。
固体電池市場における主な制約は、製造コストの高さです。固体電池の開発には、研究開発への多額の投資と製造施設の設立が必要です。固体電池を生産するには、製造施設に高度な機械と最先端の技術が組み込まれていなければなりません。
全固体電池を製造する際、安定した固体電解質、イオン伝導性の良い固体電解質、化学的に不活性な固体電解質を設計することは困難です。そのため、全固体電池はリチウムイオン電池よりも製造コストが高いと考えられています。さらに、電解質の脆さによるひび割れのリスクにより、製造プロセスが複雑になります。
現在、固体電池はリチウムイオン電池の約 8 倍のコストがかかります。これらの電池の製造に使用される技術は従来の電池の開発に使用される技術とは異なるため、固体電池メーカーは別の生産ラインを準備する必要があります。さらに、固体電池の開発に必要な機械と技術には多額の投資が必要です。これは、特に固体電池市場への新規参入者にとって大きな障害となります。
電気自動車への固体電池の応用は、固体電池市場にとって大きな成長機会の 1 つです。米国、英国、ドイツ、中国、日本などの国での政策変更により、電気自動車の世界的な需要が増加しています。
自動車業界では、電気自動車がモビリティの分野でより一般的になっています。石油枯渇や排気管からの温室効果ガス排出による気候変動の影響が懸念される中、世界は代替手段を求めています。排気管からの排出ガスゼロ、電力効率の高さ、ガソリン車に比べて低コストなどの特徴により、EV は石油動力車の現実的な代替手段となり得ます。
さらに、政府と都市は、持続可能なモビリティへの移行を加速するための規制とインセンティブを導入しました。欧州連合のCO2排出プロトコルは、電気自動車の販売を促進する上で重要な役割を果たしました。欧州連合は、ネットゼロ排出イニシアチブをサポートするために、2035年までに100％排出ガスゼロの車を販売する計画を立てています。これにより、ブラシレスDCモーターを使用する電気モビリティへのトレンドが推進されます。
2021年の電気自動車の販売台数は300万台に達し、2019年から40％増加しました。市場は世界的なパンデミックの影響をわずかに受けましたが、EVの販売台数は2021年第1四半期に回復しました。EV Volumesによると、すべての地域とほとんどの国でEVの販売台数が大幅に増加し、成長率は軽自動車市場全体の3～8倍でした。ノルウェー、オランダ、スウェーデン、中国、ドイツ、フランス、英国などの国では、2019年から2020年にかけてプラグイン車の市場シェアが大幅に増加しました。
世界の固体電池市場シェアは、容量、用途、地域に基づいて分類されています。
容量別に見ると、世界の固体電池市場は、20mAh 未満、20mAh～500mAh、500mAh 以上に分類されます。
20mAh～500mAh容量のセグメントは、世界の固体電池市場で最大のシェアを獲得しています。このセグメントは、36.5%のCAGRで成長すると予想されています。このセグメントの電池は、IoTデバイス、スマートウォッチなどの製品に電力を供給するために使用されます。このセグメントの多様で拡大するアプリケーション範囲は、今後数年間で市場を牽引すると予想されています。医療用パッチ、ウェアラブル、マイクロワイヤレスセンサーなど、幅広い電子製品に20mAh～500mAhの固体電池を使用して電力を供給することができます。
20mAh 未満のバッテリーは、最も急速に成長しているセグメントです。このカテゴリのバッテリーは主に薄膜バッテリーで、ワイヤレス センサー、化粧品や医療用パッチ、パッケージングなど、幅広い用途に対応しています。限られたコンパクトなサイズ、内部スペース、および大きなバッテリー容量を必要としない低消費電力デバイスでの使用は、20mAh 未満のバッテリーの需要を押し上げる重要な要因です。
500mAh以上のセグメントは、電気自動車市場での固体電池の使用増加により、2021年に19.6％の市場を蓄積しました。クリーンエネルギー輸送を優先する政府の政策は、現在のセグメントの需要を押し上げています。さらに、商業および産業部門全体でのバッテリーエネルギー貯蔵システムの需要の高まりにより、セグメントの成長がさらに促進されると予想されます。
用途別に見ると、世界の固体電池市場は、民生用およびポータブル電子機器、電気自動車、エネルギーハーベスティング、ウェアラブルおよび医療機器、その他に分類されます。
消費者向けおよびポータブル電子機器の用途は、世界の固体電池市場で最大のシェアを獲得しています。35.6%のCAGRで成長すると予想されています。固体電池は、ポータブルおよび消費者向け電子機器に組み込まれています。このような電池の用途は、携帯電話、ラップトップ、コンピューター、タブレット、懐中電灯、LED、掃除機、デジタルカメラ、電卓にまで及びます。アジア太平洋地域および中東およびアフリカの消費者向け電子機器産業の成長により、2030年末までに固体電池の消費が増加する可能性があります。アジア太平洋地域は、消費者向け電子機器の販売にとって有利な市場見通しを提供すると予測されています。インドを含む主要なアジア太平洋諸国の人口拡大と家電製品および電子機器への消費者支出の増加により、将来的に固体電池の消費が激化すると予測されています。
ウェアラブルおよび医療機器は、第 2 位の市場シェアを誇っています。固体電池は、電子医療機器で使用される集積回路のダイアタッチ機構と取り扱いに適合しています。そのため、これらの電池は、医療機器で使用される IC との共パッケージに最適です。固体デバイスは、主に医療用途で使用されるリチウムイオン電池を置き換えることで、患者、医師、医療従事者に安全を提供できます。
さまざまな手術や医療目的で使用される高度な機器の増加により、近い将来、固体電池の需要が促進されると予想されます。業界ではより安全なデバイスが求められており、リチウムイオン電池が固体電池に置き換えられると予想されます。GDPの成長と医療費の増加により、医療などのさまざまな分野が促進されます。上記の傾向により、今後数年間で市場の成長が促進されると予測されています。
電気自動車は最も急成長している分野です。これは、バッテリー駆動の自動車の利点に関する認識の高まりと、特にアジア太平洋、中南米の新興市場での化石燃料価格の上昇によるものです。電気自動車とハイブリッド自動車は、固体電池の主な消費者になると予想されています。電気自動車の導入を促進する政府のインセンティブと補助金により、電気自動車の価格は大幅に下がりました。さらに、特にヨーロッパと北米では、公共の充電ブースもこれらの車両の人気を急上昇させました。
地域別に見ると、世界の固体電池市場シェアは、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、中東およびアフリカ、中南米に分かれています。
アジア太平洋地域は最も支配的な地域であり、2032年までに37.9％のCAGRで成長すると予想されています。インド、中国、日本、韓国の自動車産業の急速な成長により、固体電池の需要が高まると予想されています。さらに、インドと中国の人口増加と政府の有利な規制が、この地域の需要を示しています。さらに、固体電池の成長は、消費者およびポータブル電子機器の消費者ベースの存在感の高まり、再生可能エネルギー部門の発展、および電池エネルギー貯蔵システムの採用の増加に起因しています。インド、中国、日本、韓国、オーストラリアなどの国々は、固体電池市場の成長に等しく貢献しています。
ヨーロッパは2番目に大きい地域です。CAGR 33.9%で成長すると予想されています。EUの資金援助の増加と、補助金、税控除、インセンティブなどの政府による支援策により、この地域での電気自動車の生産が増加すると予想されています。電動バイク、クレーン、フォークリフトなどの環境に優しいソリューションへの投資の増加は、業界の拡大に役立ちます。英国、ドイツ、オランダでの電動バイクと太陽光発電システムの需要の高まりも、業界の成長を刺激する可能性があります。
北米では、著名な電池メーカーの存在と最終用途産業の需要の高まりが主な推進要因です。米国は北米で最も支配的な固体電池市場地域であり、予測期間中に最も速いペースで成長すると予想されています。カナダは北米のもう 1 つの重要な固体電池市場です。米国の強固な製造基盤と電気自動車生産の急速な成長により、今後数年間で固体電池の需要が増加すると予想されています。北米では、米国とカナダでの電気自動車と消費者向け電子機器の販売増加により、予測期間中に市場が緩やかに成長すると予想されています。
