世界の全固体電池市場規模は、2021 年に 8 億 500 万米ドルと推定されています。 2030年までに131億5,600万米ドルに達すると予想されており、予測期間（2022年から2030年）中に36.4％のCAGRを記録します。
全固体電池は、リチウムイオン電池の液体または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利用します。全固体電池は、液体電解質溶液をベースとしたリチウムイオン電池よりも高いエネルギー密度を持っています。爆発や火災の危険がないため安全部品が不要で省スペースです。全固体電池は必要な電池の数がわずかであるため、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からなる大容量EV用電池システムの構築に最適です。
| レポート指標 | 詳細 |
|---|---|
| 基準年 | 2021 |
| 研究期間 | 2020-2030 |
| 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して、全固体電池はエネルギー密度が高く、固体構造で安定性があり、安全に使用できます。イオン伝導性が低い、反応性が高い、コストが高いなどのいくつかの制限がありますが、その需要は急速に急増しています。このような制限を克服するために、さまざまな固体電解質がさまざまな材料で作られています。
固体ポリマーと無機電解質は全固体電池に優れていますが、イオン伝導率が低く、機械的特性が劣るなどの制限があります。これらは、活性または不動態の無機フィラー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。そしてポリマーマトリックス。 Robert Bosch、Quantum Scape、Planar Energy Devices、トヨタ自動車など、多くの企業が全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、さまざまな業界で全固体電池の導入が推進されています。
現在のリチウムイオン電池は必要なものが不足しています。さらに、重すぎて高価であり、充電に長い時間がかかります。一方、ソリッドステートは長期稼働の可能性があり、エネルギー密度が高く、急速充電が可能なため、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っており、非常に望ましいアノード材料となっています。ただし、特に液体電気分解を使用するリチウムイオン電池では、バッテリーの充電と放電に伴ってシリコン陽極が膨張し、急速に劣化します。
全固体電池は、より安全で、より安価で、より長持ちすることが約束されています。環境コストが高く採掘される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、ナトリウムイオンの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削減するために、大規模なグリッドエネルギー貯蔵用途に使用できるバッテリーを生成することです。
全固体電池は、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であったアルカリ金属負極の採用により、正極のエネルギー密度が高まり、長寿命が実現しました。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。全固体電池の不燃性により、熱暴走のリスクが軽減され、セルのより緻密なパッケージングが可能になります。これは、設計の柔軟性と体積密度の向上に役立ちます。
全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。全固体電池の開発には、研究開発および製造施設の設立に多額の投資が必要です。全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必要です。
全固体電池を製造する場合、安定した固体電解質、イオンの良好な伝導体、および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。したがって、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、電解質の脆さにより亀裂が生じる危険性があるため、プロセスが複雑になります。
全固体電池は現在、リチウムイオン電池の約 8 倍高価です。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、全固体電池メーカーは別の生産ラインのセットアップが必要になる場合があります。さらに、全固体電池の開発に必要な機械や技術には多額の投資が必要です。これは、特に全固体電池市場への新規参入者にとって、重大な障害となります。
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、日本などの国々の政策変更により、電気自動車の世界的な需要が増加しています。
自動車業界のモビリティでは電気自動車がより一般的になりました。石油の枯渇と、排気管からの温室効果ガスの排出による気候変動の影響が懸念され、世界は代替手段を模索しています。 EV は、排気管からの排出ガスがゼロ、電力効率が高く、ガソリン車と比較してコストが低いなどの特徴があるため、石油自動車の有力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や奨励金を導入しています。欧州連合における 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・エミッション・イニシアチブを支援するため、2035年までに100%排出ガスのない自動車を販売する計画を立てている。したがって、ブラシレス DC モーターを使用する電動モビリティへの傾向が推進されます。
2021 年の電気自動車販売台数は 300 万台に達し、2019 年比 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 販売は 2021 年第 1 四半期に回復しました。EV 販売台数によると、すべての地域とほとんどの国で大幅な販売台数が増加しました。 EV の販売は増加しており、その成長率は軽自動車市場全体の 3 ～ 8 倍です。ノルウェー、オランダ、スウェーデン、中国、ドイツ、フランス、英国などの国々では、2019年から2020年にかけてプラグインビークルの市場シェアが大幅に上昇しました。
世界の全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。
世界の全固体電池市場は容量別に、20mAh未満、20mAh～500mAh、500mAh以上に分類されます。
20mAh～500mAhの容量セグメントは、世界の全固体電池市場で最大のシェアを獲得しています。 CAGR 36.5% で成長すると予想されています。バッテリーのこのセグメントは、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かつ拡大する適用範囲は、今後数年間で市場を牽引すると予想されます。 20 mAh ～ 500 mAh の固体電池を使用して、医療用パッチ、ウェアラブル、マイクロ無線センサーなどの幅広い電子製品に電力を供給できます。
20mAh 未満が最も急速に成長しているセグメントです。このカテゴリの電池は主に薄膜電池であり、無線センサー、化粧品および医療用パッチ、包装などを含む幅広い用途に対応します。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消費電力の少ないデバイスでの使用が制限されていることが、電力 20 mAh 未満のバッテリーの需要を高める重要な要因です。
電気自動車市場における全固体電池の使用量の増加により、500 mAh 以上のセグメントは 2021 年に 19.6% の市場シェアを獲得しました。クリーン エネルギー輸送を促進する政府の政策により、現在のセグメントの需要が高まっています。さらに、商業および産業分野にわたる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、この部門の成長がさらに拡大すると予想されます。
世界の全固体電池市場は用途別に、家庭用およびポータブル電子機器、電気自動車、環境発電、ウェアラブルおよび医療機器、その他に分類されています。
家庭用およびポータブル電子機器の用途は、世界の全固体電池市場で最大のシェアを獲得しています。 CAGR 35.6% で成長すると予想されています。全固体電池は、ポータブル電子機器や家庭用電子機器に組み込まれています。このようなバッテリーの用途は、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、電卓など多岐にわたります。アジア太平洋、中東、アフリカにおける家庭用電化製品産業の成長により、2030年末までに全固体電池の消費が増加すると見込まれています。アジア太平洋地域は、家庭用電化製品の販売において有利な市場の見通しを提供すると予測されています。 。インドを含むアジア太平洋の主要国では、人口の増加と家電製品やエレクトロニクス製品への消費支出の増加により、将来、全固体電池の消費が激化すると推定されています。
ウェアラブル＆医療機器は市場第 2 位の株主です。全固体電池は、ダイ取り付け機構と電子医療機器で使用される集積回路の取り扱いに適合します。したがって、これらのバッテリーは医療機器で使用される IC との同時パッケージ化に最適です。ソリッドステートデバイスは、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により、患者、医師、医療従事者の安全を提供します。
さまざまな手術や医療目的で使用される高度な機器の成長により、近い将来、全固体電池の需要が高まると予想されます。業界におけるより安全なデバイスへの要求により、リチウムイオン電池が全固体電池に置き換わると予想されます。 GDPの成長と医療支出の増加により、医療などのさまざまなセクターが促進されるでしょう。上記の傾向は、今後数年間で市場の成長を促進すると予測されています。
電気自動車は最も急速に成長しているセグメントです。これは、特にアジア太平洋および中南米の新興市場において、バッテリー駆動車両の利点に対する意識の高まりと化石燃料価格の上昇によるものです。電気自動車およびハイブリッド自動車は全固体電池の主な消費者になると予想されます。電気自動車の導入を促進する政府の奨励金や補助金により、電気自動車の価格は大幅に引き下げられました。さらに、一般にアクセスできる充電ブースも、特にヨーロッパと北米でこれらの車両の人気を急上昇させています。
世界の固体電池市場シェアは、地域に基づいて、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、中東およびアフリカ、中南米に分類されます。
アジア太平洋地域が最も支配的な地域であり、2030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、全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は、有利な政府規制と相まって、この地域の需要を示しています。さらに、全固体電池の成長は、民生用およびポータブル電子機器の消費者ベースの存在感の増大、再生可能エネルギー分野の進化、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すると考えられます。インド、中国、日本、韓国、オーストラリアなどの国々も、全固体電池市場の成長に等しく責任を負っています。
ヨーロッパは 2 番目に大きい地域です。 CAGR 33.9% で、2030 年までに 20 億 7,500 万米ドルに達すると推定されています。 EU からの資金提供の増加と、補助金、減税、奨励金など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。電動自転車、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、業界の拡大を促進します。英国、ドイツ、オランダで電動自転車や太陽光発電システムの需要が高まっていることも、業界の成長を刺激する可能性が高い。
著名な電池メーカーの存在と最終用途産業への需要の高まりが、北米の主な推進要因となっています。米国は北米の全固体電池市場で最も支配的な地域であり、予測期間中に最も速いペースで進歩すると予想されています。カナダは、北米におけるもう一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、今後数年間で全固体電池の需要が拡大すると予想されます。北米では、米国とカナダでの電気自動車と家庭用電化製品の売上の増加により、予測期間中に緩やかな市場成長が見込まれると予想されます。
