固体電池市場の規模、シェア、トレンド分析レポート：タイプ別（薄膜電池、バルク電池）、容量別（20mAh未満、20mAh～500mAh、500mAh超）、カテゴリ別（単セル電池、多セル電池）、用途別（民生用電子機器、携帯電子機器、電気自動車、エネルギーハーベスティング、ウェアラブル機器、医療機器、その他）、地域別（北米、欧州、アジア太平洋、中東・アフリカ、ラテンアメリカ）予測、2025年～2033年

固体電池市場の成長要因

研究開発活動の拡大

リチウムイオン電池と比較して、固体電池はエネルギー密度が高く、構造がしっかりしており、安定性が高く、安全に使用できる。イオン伝導率が低い、反応性が高い、コストが高いといった欠点はあるものの、需要は急速に拡大している。こうした欠点を克服するため、様々な材料を用いた固体電解質が開発されている。

固体高分子電解質や無機電解質は全固体電池にとって優れた材料であるものの、イオン伝導率が低い、機械的特性が劣るといった欠点がある。しかし、活性または不活性な無機フィラーと高分子マトリックスを含む複合固体電解質（CSE）の発見により、これらの欠点は克服された。ロバート・ボッシュ、クォンタム・スケープ、プラナー・エナジー・デバイス、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る。こうした有力企業による取り組みは、様々な分野における全固体電池の普及を促進している。

固体電池は従来型電池よりも長寿命である

今日のリチウムイオン電池は、必要な性能を満たしていない。さらに、重くて高価であり、充電時間も長い。一方、全固体電池は長寿命、高エネルギー密度、急速充電といった利点を持ち、電気自動車の価格をさらに押し上げる可能性がある。

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、非常に魅力的な負極材料である。しかし、電池の充放電を繰り返すと、シリコン負極は急速に膨張・劣化する。特に、液体電解を用いるリチウムイオン電池ではその傾向が顕著である。

全固体電池は、より安全で、より安価で、より長寿命であることが期待されています。特にナトリウムイオン電池は、リチウムのように環境負荷の高い採掘とは異なり、ナトリウムが安価で豊富に入手できるため、有望視されています。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、ピーク需要を抑制するための大規模な電力網エネルギー貯蔵用途に使用できる電池を開発することです。

固体電池は、現在のリチウムイオン電池が抱えるいくつかの課題を解決する可能性を秘めている。従来の電池では不可能な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飛躍的に向上し、長寿命化が実現する。固体電解質は不燃性または自己発火性を持つと想定されている。固体電池の不燃性は熱暴走のリスクを低減し、よりコンパクトなセルパッケージングを可能にする。これにより、設計の柔軟性と体積密度が向上する。

市場抑制

全固体電池の製造コストが高い

市場における最大の制約は、製造コストの高さである。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不可欠である。固体電池を製造するには、高度な機械設備と最先端技術を備えた製造施設が必要となる。

固体電池の製造において、安定した固体電解質、優れたイオン伝導性、そして化学的に不活性な材料を設計することは困難である。そのため、固体電池はリチウムイオン電池よりも製造コストが高くなると考えられている。さらに、電解質の脆さによるひび割れのリスクも製造工程を複雑にしている。

全固体電池は現在、リチウムイオン電池の約8倍の価格となっている。これらの電池の製造に用いられる技術は従来の電池の開発に用いられる技術とは異なるため、全固体電池メーカーは専用の生産ラインを構築する必要がある場合がある。さらに、全固体電池の開発に必要な機械設備や技術には多額の投資が必要となる。これは、特に新規参入企業にとって大きな障壁となっている。

市場機会

電気自動車への需要の高まり

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重要な成長機会の一つです。米国、英国、ドイツ、中国、日本などの国々における政策変更は、電気自動車の世界的な需要を高めています。

電気自動車自動車業界において、電気自動車（EV）はモビリティ分野でますます普及しつつあります。石油枯渇への懸念や、排気ガスによる温室効果ガス排出が引き起こす気候変動の影響を鑑み、世界は代替エネルギー源を求めています。排気ガスゼロ、高い電力効率、ガソリン車に比べて低コストといった特長を持つEVは、石油燃料車に代わる有力な選択肢となり得ます。

さらに、政府や各都市は、持続可能なモビリティへの移行を加速させるための規制やインセンティブを導入しています。欧州連合（EU）のCO2排出量に関するプロトコルは、電気自動車の販売促進に重要な役割を果たしました。EUは、ネットゼロ排出イニシアチブを支援するため、2035年までに排出ガスゼロの自動車を100%販売する計画です。これにより、ブラシレスDCモーターを使用する電気自動車への流れが加速しています。

2021年の電気自動車の販売台数は300万台に達し、2019年比で40%増加しました。世界的なパンデミックの影響を多少受けたものの、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、その成長率は軽自動車市場全体の3～8倍に達しました。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。

キャパシティに関する洞察

20mAh～500mAhの容量セグメントは、世界の固体電池市場で最大のシェアを占めています。このセグメントは、年平均成長率（CAGR）36.5%で成長すると予測されています。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、さまざまな製品の電源として使用されています。このセグメントの多様で拡大し続ける用途範囲が、今後数年間の市場を牽引すると予想されます。20mAh～500mAhの固体電池は、医療用パッチ、ウェアラブルデバイス、マイクロワイヤレスセンサーなど、幅広い電子製品に電力を供給できます。

20mAh以下のバッテリーは、最も急速に成長しているセグメントです。このカテゴリー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、パッケージなど、幅広い用途に対応しています。コンパクトなサイズ、限られた内部スペース、そして大容量バッテリーを必要としない低消費電力デバイスでの使用といった点が、20mAh以下のバッテリーの需要を押し上げる重要な要因となっています。

500mAh以上のセグメントは、電気自動車市場における固体電池の使用増加により、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政策が、このセグメントの需要を押し上げています。さらに、商業および産業分野におけるバッテリーエネルギー貯蔵システムの需要増加も、このセグメントの成長をさらに促進すると予想されます。

アプリケーションインサイト

世界の固体電池市場では、消費者向け電子機器および携帯電子機器の用途が最大のシェアを占めています。この市場は年平均成長率（CAGR）35.6%で成長すると予想されています。固体電池は携帯電子機器や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、ノートパソコン、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。家電業界アジア太平洋地域では、中東とアフリカが2030年末までに固体電池の消費量を押し上げる可能性が高い。アジア太平洋地域は、家電製品の販売において魅力的な市場機会を提供すると予測されている。インドを含むアジア太平洋地域の主要国における人口増加と家電製品および電子機器への消費支出の増加は、将来的に固体電池の消費を加速させると推定されている。

ウェアラブル機器および医療機器は、市場シェア第2位を占めています。固体電池は、電子医療機器で使用される集積回路（IC）のダイアタッチ機構や取り扱い方法に適合します。そのため、医療機器で使用されるICとの共パッケージングに最適です。固体電池は、主に医療用途で使用されるリチウムイオン電池に代わることで、患者、医師、医療従事者の安全性を高めることができます。

様々な手術や医療用途で使用される高度な機器の普及に伴い、近い将来、固体電池の需要が増加すると予想されます。業界におけるより安全な機器へのニーズの高まりは、リチウムイオン電池を固体電池に置き換える動きにつながると見込まれます。GDPの成長と医療費の増加は、医療をはじめとする様々な分野を牽引するでしょう。こうした傾向は、今後数年間の市場成長を促進すると予測されます。

電気自動車は最も急速に成長している分野です。これは、バッテリー駆動車の利点に対する認識の高まりと、特にアジア太平洋地域や中南米の新興市場における化石燃料価格の高騰によるものです。電気自動車とハイブリッド車は、固体電池の主要な消費主体になると予想されています。電気自動車の普及を促進するための政府の奨励策や補助金により、電気自動車の価格は大幅に低下しました。さらに、公共の充電ステーションの普及も、特にヨーロッパと北米において、電気自動車の人気を押し上げています。

地域分析

アジア太平洋地域は、急速な工業化、旺盛な家電需要、そして積極的な電気自動車（EV）の普及を背景に、世界の全固体電池市場を牽引しています。中国、日本、韓国といった主要経済国が市場をリードしており、トヨタ、サムスンSDI、CATLなどの企業が全固体電池技術に多額の投資を行っています。特に中国は、政府の支援と世界最大のEV市場としての地位により、市場において大きなシェアを占めています。アジア太平洋地域は、その製造力と次世代電池技術への戦略的な注力により、今後最も急速に成長する地域になると予測されています。

北米市場の動向

北米の固体電池市場は、主に同地域の高度な技術インフラと電気自動車（EV）需要の増加に牽引され、力強い成長を遂げている。米国は、QuantumScapeやSolid Powerといった企業による研究開発への多額の投資により、この地域をリードしている。政府の優遇措置に加え、大手自動車メーカーやテクノロジー企業の存在も、市場拡大をさらに後押ししている。カナダもまた、クリーンエネルギーと電池技術革新に焦点を当てた取り組みを通じて、市場成長に貢献している。

欧州市場の動向

欧州では、厳格な環境規制と電気自動車（EV）の普及拡大を背景に、全固体電池市場が著しい成長を遂げています。ドイツ、フランス、英国といった国々は、強固な自動車産業とグリーンテクノロジーに対する強力な政策支援を活かし、この分野の最前線に立っています。欧州連合（EU）のグリーンディールと欧州電池アライアンスは、電池イノベーションと持続可能なエネルギー貯蔵ソリューションにおける欧州の能力向上に大きく貢献する重要な取り組みです。その結果、欧州は今後数年間で全固体電池生産の一大拠点となることが期待されています。

ラテンアメリカの市場動向

ラテンアメリカにおける固体電池市場はまだ初期段階にあるものの、有望な可能性を秘めている。ブラジル、アルゼンチン、チリといった国々は、より広範な再生可能エネルギーおよび電化イニシアチブの一環として、電池技術の研究開発を進めている。特にリチウム三角地帯に豊富なリチウム資源が存在するこの地域は、電池サプライチェーンにおいて戦略的な役割を担っている。インフラ整備と技術導入はまだ発展途上ではあるものの、海外からの投資増加と政策支援により、近い将来、緩やかな成長が見込まれる。

中東・アフリカ市場の動向

中東・アフリカ地域は、再生可能エネルギーとオフグリッド電源ソリューションへの関心の高まりを主な原動力として、固体電池の新たな市場を形成している。南アフリカや湾岸協力会議（GCC）加盟国などは、太陽光発電プロジェクトやスマートインフラに投資しており、高度なエネルギー貯蔵システムの導入機会が生まれている。市場はまだ比較的新しいものの、地域がエネルギー源の多様化と持続可能な技術の採用を目指していることから、長期的な成長の可能性は大きい。