なぜリチウムイオン電池が携帯電子機器、EV、およびエネルギー貯蔵で主流となっているのか？

リチウムイオン電池（二次電池） リチウムイオン電池は、わずか30年以上の短期間でゼロから急速に発展し、広範で多様なリチウム電池産業へと進化しました。これは高性能で環境に優しく、私たちの生産活動や日常生活と密接に関わっており、すでに市場規模が数兆ドルに達するリチウム電池新エネルギー産業として、非常に広い発展可能性を有しています。

リチウムイオン電池の用途は非常に広範にわたります。 主に以下のカテゴリに分類できます。 コンシューマー電子機器（デジタル用リチウムイオン電池） , 新エネルギー自動車（動力用リチウムイオン電池） および エネルギー貯蔵発電所（エネルギー貯蔵用リチウムイオン電池） これらの3つの応用分野が、リチウムイオン電池の使用の大部分を占めています。以下では、異なる応用シナリオに応じてそれぞれ紹介していきます。

I. デジタル用リチウムイオン電池

現在、リチウムイオン電池は民生用電子機器への応用が比較的成熟しており、関連製品の更新・交換が迅速であるため、リチウム電池の寿命に対する要求は特に高くありません。デジタル用リチウムイオン電池における主な研究開発の焦点は、電子機器のバッテリー持続時間の延長、充電速度および安全性の向上を目指して、比エネルギー、比出力、安全性の改善にあります。このために、科学者たちはより高い比エネルギーを得るためにグラファイトドープシリコンの使用を研究しており、また導電性およびイオン伝導性の高い材料を電極材料に添加し、セラミックセパレータを使用することで、充電速度と安全性の性能を向上させています。

デジタル用リチウムイオン電池の一般的な用途には以下のようなものがあります。 ノートパソコン、スマートフォン、スマートウォッチ、スマートブレスレット、タブレット、ドローン、Bluetoothヘッドセット、Bluetoothスピーカー、モバイルバッテリー、アクションカメラ、電子タバコ、アダルト製品など

II. パワーリチウムイオン電池

我が国のリチウムイオン電池産業チェーンがますます整備され、業界競争が激化する中、我が国のパワーリチウムイオン電池は現在、顕著なコスト優位性を有しています。新エネルギー自動車の分野では、リチウムイオン電池の製造コストおよび運用コストは、すでに内燃機関動力システムと競合する水準に達しています。運用コストに関しては、100kmあたり20キロワット時（kWh）の消費を基準とすると、バッテリーの充電コストは約20元であるのに対し、ガソリン価格を基準とすると、100kmあたりの燃料コストは50元を超える可能性があります。2024年には、我が国における新エネルギー自動車の月間販売シェアが初めてガソリン車を上回り、新エネルギー自動車が市場の主流となったことを示すとともに、世界の自動車産業の変革・高度化における重要な節目となりました。

動力用リチウムイオン電池の応用例には、新エネルギー電気自動車、新エネルギー電気船、電気飛行機、電気バス、インテリジェントロボット、インテリジェントロボットドッグ、インテリジェント物流車両（ AGV）、電動フォークリフト、電動二輪車、電動三輪車、電動ゴルフカート、電動観光車両などがあります。

III. エネルギー貯蔵用リチウムイオン電池

リチウムイオン電池を中心とした新エネルギー体制の青写真は、さらに広がりを見せており、無限の可能性を秘めています。「二酸化炭素排出ピークアウト・カーボンニュートラル」という「ダブルカーボン」目標の推進に伴い、我が国のエネルギー構造は、グリーンで低炭素なモデルへと継続的に転換しています。2024年末までに、我が国の新エネルギー貯蔵の累積設置容量は70GWh（ギガワット時）を超え、第13次五カ年計画終了時と比べて約20倍に達しました。このエネルギー貯蔵革命は、単なる技術競争にとどまらず、我が国の国家エネルギー安全保障に向けた戦略的布石でもあるのです。

エネルギー貯蔵用リチウムイオン電池の適用シナリオには以下が含まれます： 発電側エネルギー貯蔵 – 太陽光エネルギー貯蔵発電所、風力エネルギー貯蔵発電所、AGC周波数調整発電所など；送電網側エネルギー貯蔵 – 変電所用エネルギー貯蔵、バーチャルパワープラント、ピークシフト／周波数調整用エネルギー貯蔵発電所など；需要家側エネルギー貯蔵 – 太陽光エネルギー貯蔵充電ステーション、家庭用エネルギー貯蔵発電所、バックアップ電源、携帯用エネルギー貯蔵電源など

IV. リチウムイオン電池のその他の応用分野

軍事用途：野外作戦用電源、個別兵士向け電源、探査機器用電源、寒冷地用衣料・靴の電源、高出力兵器用電源など

医療分野 ：携帯用超音波診断装置、携帯用血圧計、装着型パルス酸素飽和度計、ハンドヘルドモニター、装着型単チャンネル心電図装置など

リチウムは、リチウムイオン電池の中心的な原材料として長年にわたり「 白い石油 」と称されており、新エネルギー車両および新型化学エネルギー貯蔵の発展に不可欠な金属元素である。その重要性は、電気時代における石油に匹敵するものである。業界アナリストによれば、石油が化石燃料時代を切り開いたように、リチウムイオン電池が新たなエネルギー革命を牽引すると考えられている。