CATLについてのお勉強
2020年のCATLの生産能力は、合計で50GWhに達する
2020年にはCATLがBYD、韓国LGケムも抜き、世界最大の自動車用バッテリーメーカーに
2020年における自動車バッテリーメーカーの上位10社のうち5社、上位5社に限れば3社を中国メーカーが占める
世界の自動車用バッテリー生産量の3/4を中国が占める
中国は世界最大のEV大国
2017年にはEVとPHEVの販売台数の合計が、実に77.7万台
同年欧州 販売台数はEVとPHEV（プラグインハイブリッド車）の合計で27.8万台
米国販売台数 約20万台
日本国内のEVとPHEVの販売台数の合計は約5万6000台で、中国の1/14
そもそも中国は世界最大の自動車市場：販売台数は2017年で2887.9万台
日本の523.4万台の5.5倍
販売台数全体に占めるEV+PHEVの比率は日本が1％程度
中国では2.7％程度と日本の3倍
上海や北京といった都市部での販売台数比率 7％前後
→ＩＣＥはナンバープレート料が日本円で100万円以上する
中国は2020年には新エネルギー車の販売台数を200万台、2025年には700万台、そして2030年には1000万台に引き上げるという
CATLは、もともとはAmperex Technology（ATL）という香港のリチウムイオン電池メーカーが自動車用電池部門を別会社化したもの
そのATLは、TDKが2005年に買収して電池生産子会社化したもの
製造しているリチウムイオン電池も、TDKが開発したリチウムポリマー電池をベースにしている。
CATLの電池技術はTDKに行き当たるわけだ。
同社が使っている技術はリチウムポリマー電池ではなく、正極に低ニッケル濃度の低い3元系材料（ニッケル、マンガン、コバルトの酸化物）、負極にグラファイトを用いるという標準的な構成
中国の自動車用電池は、正極にリン酸鉄を使ったものが多い。
Liang氏の講演
これからの電池材料トレンド
2020年ごろには、正極にニッケル濃度の高い3元系材料、負極にはグラファイトにシリコンを混合した材料を用いる
現在の電池よりも容量を1.3倍程度に高める
2025年にはマンガン・ニッケルの酸化物にリチウムの酸化物を混合した正極材料と、シリコン+グラファイトの負極を組み合わせる
現在のリチウムイオン電池が4V程度などを5V程度に高電圧化してエネルギー密度を現在の1.6～1.7倍にまで向上させたい意向
電圧を5Vまで高めると現在使われている電解液は分解してしまうので、新たな組成の電解液が必要になる
例えば先に紹介した5Vのリチウムイオン電池の考え方についても、日本ではすでに5年以上前から開発発表の例がある。
トヨタ自動車が2020年代前半の実用化を目指していると言われる全固体電池についても、Liang氏の発表では実用化時期を2030年以降
中国製の電池を搭載していないNEVは事実上NEVとして認定しない
内外の完成車メーカーは中国国内の電池メーカーから電池を購入すべく、その選定を急いでいる。
CATLは、日欧のメーカーが電池購入を検討する際の有力候補の一つで、大工場の建設も今後の需要増をにらんでのことだ。
すでにCATLはコスト、品質の両面で日本の電池メーカーを追い越している、と業界では囁かれる。
CATLと交渉してる日本の自動車メーカーの幹部は「CATLの最新の電池を使えば、EVの航続距離が3倍近くに伸びる可能性がある。すでにコスト、品質の両面で、これまで世界トップだったパナソニックを完全に凌駕している。パナソニックが競争に負けて、いずれ車載電池事業の縮小を迫られるのは確実な情勢。残念ながらこのままではプラズマと同じ命運をたどる」と指摘する。
日本の自動車メーカーの技術者によると、パナソニック製の電池のセル1個当たりの出力は28アンペア時なのに対して、CATLはすでに78アンペア時のものを開発しているという。パナソニックは焦って50アンペア時のセルを開発しているが、いまだに完成できないという。
CATLは新たな品質管理の手法も導入しているという。リチウムイオン電池は使用中に高温になることから、安全対策上、これまではセル1個ずつにセンサーを付けて温度異常を感知する仕組みだったが、CATLはセルを何個かまとめたモジュール単位で管理しても安全性を担保できる新しい「バッテリーマネジメントシステム」を開発。この手法でコストを下げた。
さらにコスト競争力でCATLが優位に立つのは生産性だ。電池は半導体のメモリーや液晶などの薄型ディスプレーと同様に、設備投資額の多寡によって競争力が左右される。「CATLの主力工場の電池の生産能力は、25ギガワット時（EV100万台分相当）あるのに対して対して、パナソニックは1工場で4ギガワット時程度。一つの工場で生産能力の差が6倍以上もあることから生産性にも大きな開きが出ていると見られる」（前出・技術者）。
CATLは新たな品質管理の手法も導入しているという。リチウムイオン電池は使用中に高温になることから、安全対策上、これまではセル1個ずつにセンサーを付けて温度異常を感知する仕組みだったが、CATLはセルを何個かまとめたモジュール単位で管理しても安全性を担保できる新しい「バッテリーマネジメントシステム」を開発。この手法でコストを下げた。
さらにコスト競争力でCATLが優位に立つのは生産性だ。電池は半導体のメモリーや液晶などの薄型ディスプレーと同様に、設備投資額の多寡によって競争力が左右される。「CATLの主力工場の電池の生産能力は、25ギガワット時（EV100万台分相当）あるのに対して対して、パナソニックは1工場で4ギガワット時程度。一つの工場で生産能力の差が6倍以上もあることから生産性にも大きな開きが出ていると見られる」（前出・技術者）。
CATLが開発した超長寿命電池は16年間または走行距離200万キロメートルの寿命を実現したという。写真は車載電池の現行製品（CATLのウェブサイトより）
中国の車載電池大手の寧徳時代新能源科技（CATL）は、現行製品の寿命を大幅に超える超長寿命電池を開発した。電気自動車（EV）に搭載する場合、16年間または走行距離200万キロメートルの寿命を実現したという。
テスラは、中国市場で販売する「Model S」および「Model X」の電池の保証期間を8年間または24万キロメートルとしている。CATLの超長寿命電池の走行距離はその8倍以上だ。
超長寿命電池の量産準備はすでに整っている。超長寿命電池のコストアップは現行製品の10％を超えないとした。
CATLの説明によれば、超長寿命電池は化学材料の配合と高度な生産技術の組み合わせにより実現した。
その核心は電池の容量低下のコントロール、すなわち活性リチウムイオンの減少速度を抑えたことにある。
正極、負極、電解液にそれぞれ異なる技術を取り入れ、劣化反応を抑制することで寿命を延ばした。
中国の車載電池市場では、2019年末にテスラが「Model 3」の現地生産を開始したのをきっかけに、同社に電池を供給する日本のパナソニックや韓国のLG化学の存在感が高まっている。
中国メーカーではEV大手の比亜迪（BYD）が自社製の車載電池に弗迪（フーディ）のサブブランドを与え、外販の拡大に乗り出している。
CATLは車載電池の世界最大手の座を3年連続で守り、中国での市場シェアは50％を超える。しかし競合他社の追撃が激しさを増すなか、現状に安住せず超長寿命電池の投入でライバルを突き放す目論見だ。
CATLは、電気自動車の車台に直接バッテリーを搭載できる新バッテリー統合技術に取り組んでいる。
この技術はCTC（Cell to Chassis）と呼ばれるもので、バッテリーセルとシャーシを一体化させた上で、モーター、電子制御、DC/DCコンバーターやOBC（オンボード･チャージャ）などの高電圧バッテリーシステムを革新的なアーキテクチャで統合し、インテリジェントなドメインコントローラにより動力配分を最適化し、エネルギー消費を低減する。
2020年代前半の実用化を公言するトヨタ自動車をはじめ、多くの企業が全固体電池の開発を急いでいる。“次世代電池の本命”への熱気が高まる中、全固体電池と距離を置く戦略を採るのが中国・寧徳時代新能源科技（CATL）だ。世界最大の電池メーカーであるCATLの真意を探った。
「全固体電池は開発中で、サンプルも作った。だが、商品化するのは2030年以降になるだろう」。CATLで電池開発を担当する幹部は明かす。
別の幹部は、「本当に全固体電池は必要なのか。現行の液系リチウムイオン電池を効率よく使いこなすことが、コスト面でも航続距離の面でも電気自動車（EV）にとって最善だ」と述べ、全固体電池の開発ブームに疑問を投げかける。
電池コストは50ドル/kWhが目標に
全固体電池は、電解液を固体にしたもので、現状のリチウムイオン電池を超えるエネルギー密度を実現できる可能性を秘める。冷却機構などの周辺部品を簡素化できることから、電池パックとしての低コスト化も期待される。
トヨタは「2020年の東京五輪のタイミングで何らかの形で全固体電池の成果を見せる」（同社副社長の寺師茂樹氏）と意気込むが、乗用EVへの適用は容易ではない（図1）。固体電解質や正極材、負極材など電池を構成する主要材料の最適な組み合わせは探索の途上で、大量生産する技術は確立されていないためだ。
図1 トヨタが開発中の全固体電池の試作品
2020年代前半の実用化を目指す。（撮影：日経Automotive）
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EV用の電池で何より重要なのがコストの議論である。目安になるのが、パワートレーンのコストで内燃機関車と同等にすること。トヨタの技術者によると、「電池セルの価格が50ドル/kWhまで下がってようやく、EVと内燃機関車のパワートレーンのコストは同等になる」という。
厳しい目標だが、CATLは「2024～25年には内燃機関車の水準まで到達できる」（同社幹部）と自信を見せる。同社が出荷する電池セルのコストは現在、150ドル/kWh程度とみられる。同社は2015年ごろから年間の電池生産量を倍増させており、2020年には100GWhにする計画を打ち立てている。2021年にはドイツの工場でも電池の生産が始まる。
調査会社の英ブルームバーグ・ニュー・エナジー・ファイナンス（Bloomberg New Energy Finance）によると、電池セルの生産量が2倍になれば価格は18%低減するという。CATLが増産計画を遂行できれば、2025年ごろにはトヨタが示す50ドル/kWhの水準が視界に入りそうだ。
目指すは電池のメガサプライヤー
増産によってコストを低減するのと並行して、技術面で注力しているのが「EVの“弁当箱”に効率よく電池を敷き詰める」（同社幹部）ことだ。同幹部が“弁当箱”と表現したのは、EVの床下にセルを敷き詰めた電池パックのこと。電池セルの供給にとどまらず、EVプラットフォームの開発にまで関与する（図2）。
図2 VWが開発したEVプラットフォーム「MEB」
CATLを含めて4社から電池を調達する。（出所：VW）
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既に複数の自動車メーカーとのEVプラットフォームの共同開発を進めているCATLが志向するのが、自動車部品大手の「メガサプライヤー」のようなビジネスである。
ドイツのボッシュ（Bosch）やコンチネンタル（Continental）などは、部品を標準化して複数の自動車メーカーに供給し、量産規模の拡大で競争力を高めてきた。自動車メーカーとしては開発の手間やコストを抑えられる利点がある一方で、メガサプライヤーなしに新型車を開発するのは難しくなるという“依存関係”が生まれる。
EVプラットフォームの開発の主導権を握って依存関係を構築するため、CATLは、BoschやContinentalをはじめとするメガサプライヤーから多くの人材を獲得している。CATLの日本法人で社長を務める多田直純氏もメガサプライヤー出身だ。
「Model Y」の電池を全量受注
株価上昇の背景には、EVおよびEV用電池市場の成長への期待に加えて、米大統領選の影響もある。バイデン氏の当選が確実となり、「米連邦政府が所有する車をEVに変える」という同氏の公約から、EV重視の動きや気候変動対応の環境規制が強まるとみられている。韓国証券業界は、LGグループの事業の軸が家電から電池に移っているとして、LG化学の株価は95万～105万ウォンまで値上がりするとの展望を示した。
複数の韓国メディアの報道によると、テスラが21年初めに中国の上海工場で生産するSUV（多目的スポーツ車）のEV「Model Y」向けに、LG化学がニッケル・コバルト・マンガン酸リチウム正極（NCM正極）のリチウムイオン電池を納品することが決まったという。当初はLG化学とパナソニック、中国・寧徳時代新能源科技（CATL）の3社が納品するとみられていたが、LG化学がModel Yの電池を全量受注したことになる。受注額は少なくても年3兆ウォン（約2850億円）規模に達するという。
20年11月25日には、現代自動車とLG化学が合弁でインドネシアに設立する電池工場の場所がカラワン地域に決まったという報道もあった。インドネシアを拠点に東南アジアのEV市場を先行して押さえる狙いである。東南アジアの自動車市場は日本車が圧倒的な人気を誇るが、これから立ち上がるEVでは韓国勢にチャンスがあると見ているのだ。
LG化学は20年12月1日、電池事業の設備投資費の捻出などを目的に、同事業を分社化した。新会社LG Energy Solution（LGエネルギーソリューション）の最高経営責任者（CEO）には、LG化学で電池事業本部長を務めていたJong-hyun Kim氏が就任する。同氏は果敢な技術投資でLG化学の電池事業を世界トップクラスに押し上げた実力者として評価されている。
一方で、テスラの電池内製化も着実に進んでいる。20年11月26日には、ハンガリーにリチウムイオン電池用銅箔工場を持つ韓国Doosan Solus（斗山ソルース）がテスラと契約を目前に控えているという報道があった。斗山ソルースはハンガリーにおける生産能力の増強も進めており、25年までに年7万5000トンの生産体制を確立しようと投資を進めている。斗山ソルースとテスラの契約は、韓国素材業界にとってはうれしいニュースだが、電池業界にとっては顧客との競争が本格化することを意味するニュースであり、今後の戦略を見直す必要が出てきそうだ。
