リチウム空気電池市場

市場概要

世界のリチウム空気電池市場規模は、2023～2031年の予測期間中に約12.1%のCAGRで成長すると予測されています。

リチウム空気電池は、カソードでの酸素の還元とアノードでのリチウムの酸化を利用して電流の流れを誘導する充電式電池、または金属空気電気化学セルです。リチウム空気セルは、正極での酸素分子 (O2) の利用可能性から電圧を生成します。O2 は正に帯電したリチウムイオンと反応して過酸化リチウム (Li2O2) を形成し、電気エネルギーを生成します。リチウム空気電池は、リチウムアノード、電解質、空気カソードの 3 つの主要コンポーネントで構成されています。

リチウム空気電池は、将来のエネルギー問題や環境問題の解決に役立つ効果的なエネルギー貯蔵用途に大きな可能性を秘めています。リチウム空気電池は、空気中の無限の酸素を利用して半開放型カソード構造を通してエネルギーを貯蔵または放出し、1,000 Wh/kgを超える超高理論エネルギー密度を備えています。そのため、電気自動車、通信、特殊電源などの多目的分野における次世代エネルギー貯蔵の候補と考えられています。リチウム空気電池は、今日のスマートフォン、ラップトップ、電気自動車に電力を供給するリチウムイオン電池の最大5倍のエネルギーを貯蔵できることがわかっています。

市場の動向

市場の推進要因

• 電気自動車とスマートグリッド技術の出現

世界中で電気自動車の生産と販売が大幅に増加しています。IEA（国際エネルギー機関）によると、2021年に世界中の消費者がEVの購入に費やした金額は推定2,500億ドルです。上場バッテリー製造会社による大規模な設備投資により、世界のバッテリー生産能力は2019年の200GWh未満から2024年には1200GWh以上に増加する見込みです。

地球規模の気候変動は地球温暖化と地球温度の上昇を引き起こしています。企業は持続可能な生産ソリューションを採用することで二酸化炭素排出量を削減したいと考えています。EV市場は過去5年間で急成長しており、電気自動車に不可欠な部品であるバッテリーの需要が大幅に増加しています。大手自動車メーカーのトヨタは、2030年までに年間350万台の電気自動車を販売し、30のBEVモデルを展開すると発表しました。

• 持続可能なエネルギーソリューションに対する世界的な需要

パンデミック以降、世界中の政府によって持続可能なエネルギーソリューションを採用することで、世界の炭素排出量を削減するための多くの取り組みが行われています。世界のサプライチェーンは大きな影響を受け、その結果、原油価格が上昇しました。現在、ほとんどの国は原油と天然ガスをOPEC諸国からの輸入に依存しています。これらの国は、国庫の大部分を原油の輸入に費やしています。したがって、これらの国々はこの莫大な支出を削減し、この資金を代替エネルギー源や新興エネルギー源に向け、経済を活性化させたいと考えています。このため、多くの国が電気自動車の購入に対して補助金や税制優遇措置を提供しています。この取り組みにより、電気自動車の重要なコンポーネントであるバッテリーの需要が刺激されます。

市場の制約

• 競争の激しい市場

電気自動車市場は、強力なグローバル企業の存在により競争が激しく、技術的な混乱がリチウム空気電池の成長に影響を与える可能性があります。しかし、電気自動車市場は自動車産業の新しい分野であり、多くの新興企業を生み出しています。電気自動車への初期投資は、燃料で動く従来の自動車よりも高額です。低所得国に住む人々にとっては、購入の難しい選択となります。EV市場は、モノのインターネット（IoT）やインフォテインメントシステムなどの革新的な技術を自動車に採用し、特別なユーティリティ車両としてブランド化することで、競争が激しくなります。

• 安全上の懸念

電気自動車は、自動車の新しい新興分野です。バッテリーが発火して車両やスマートフォンが燃えるというさまざまな事件が発生しています。現在、そのような事件が広まっており、予測期間中のリチウム空気電池の潜在的価値に影響を与える可能性があります。これらのいくつかの事例により、暑い気候の地域での電子電池の需要が制限される可能性があります。規制の枠組みが強化されつつあり、リチウム空気電池の生産に影響を与える可能性があります。電気自動車用のバッテリーと充電設備の可用性の制限により、リチウム空気電池の成長が遅れる可能性があります。

市場機会

• EV市場におけるイノベーション

さまざまなイノベーションと技術の進歩が起こっています。世界はよりダイナミックになり、今日関連性のあるものが明日には関連性がない可能性があります。そのため、バッテリーメーカーは研究開発に多額の投資を行っています。これにより、従来のリチウムイオンバッテリーよりも強力なリチウムイオンバッテリーなどの新しいイノベーションに対する需要が生まれました。

この新しいイノベーションは、増大するバッテリー容量の問題を解決し、2輪車や4輪車の電気自動車で1回の充電で長距離走行を可能にするため、リチウム空気電池の市場が大きく成長します。過酷な使用条件により、需要が高まります。さらに、世界的な燃料価格の上昇と原油需要の減少により、人々は電気自動車に乗り換える傾向にあります。これは環境に優しくクリーンなエネルギーであり、世界の炭素排出削減に役立ちます。したがって、EVの需要が高まると、リチウム空気電池の販売需要が大幅に高まります。

市場範囲

セグメント分析

タイプ別セグメンテーション

• 水性リチウム空気電池

水性リチウム空気電池は、リチウム金属アノード、水性電解質、多孔質炭素カソードで構成されています。水性電解質は、水に溶解したリチウム塩を組み合わせたものです。反応生成物は水溶性であるため、カソードの詰まりの問題を回避できます。

• 固体リチウム空気電池

固体リチウム空気電池は発火の可能性がないため、可燃性ではありません。リチウム陽極、多孔質炭素陰極、およびセラミック、ガラス、またはセラミックガラスでできた電解質を使用します。

• 非プロトン性リチウム空気電池

非プロトン性リチウム空気電池は、通常、金属リチウム陽極、多孔質酸素呼吸陰極、および有機溶媒中のリチウム塩で構成されています。非プロトン性リチウム空気電池は、充電して再利用することができます。

アプリケーションによるセグメンテーション

• 自動車

2輪車から4輪車までの商用車や乗用車の電子車両に広く使用されています。

• エレクトロニクス

リチウム空気電池は、携帯電話、タブレット、スマートウォッチなどの電子機器に使用されます。

• 医療

リチウム空気電池は多くの医療機器にも使用されています。

地域分析

世界のリチウム空気電池市場は、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、ラテンアメリカ、中東およびアフリカの地域別に分割されています。

北米

北米では、米国が多数の電気自動車とリチウム空気電池市場の存在により、この地域を支配しています。米国政府はまた、電気自動車の購入に対する税金の払い戻しを提供しています。この地域は、高度な技術の存在により、非常に競争が激しいです。たとえば、テスラは最初のオートパイロットと完全自動運転の乗用車を発売し、米国の研究者は、エネルギー密度が現在のリチウムイオン電池と比較して4倍に増加する可能性のある固体電解質を使用したリチウム空気電池を開発しました。チームは、テストセルで1,000回の充電と放電サイクルを達成したと述べました。

したがって、予測期間中、米国は北米地域を支配するでしょう。カナダは、EVバッテリーの製造に必要なカソードとアノード材料などの重要な鉱物をすべて持っている北米で唯一の国です。カナダはまた、EV製造のためにフォード、ゼネラルモーターズ、ステランティスなどの世界的な自動車会社から多額の投資を受けています。したがって、リチウム空気電池市場はこの地域で大きな成長が期待されます。

ラテンアメリカ

ラテンアメリカ地域では、ブラジル、アルゼンチン、ボリビア、チリが、その豊富なリチウム採掘資源を同地域でのEV製造に活用する計画を立てています。人口増加、可処分所得の増加、二酸化炭素排出量の削減は、予測期間中にリチウム空気電池の需要を押し上げる要因の一部です。

ヨーロッパ

ヨーロッパでは、欧州連合が電気自動車を推進し、リチウム空気電池の規制ガイドラインを策定しています。さらに、英国、フランス、ドイツは、電気自動車用のリチウム空気電池を製造することで、天然ガスと燃料の必要性を排除したいと考えています。ヨーロッパでは、フォークリフト、商用小型多目的車などの産業機器にリチウム空気電池を使用することも望まれています。これらの動向を考慮すると、リチウム空気電池市場は予測期間中に高い成長を遂げるでしょう。

アジア太平洋

アジア太平洋地域では、中国、インド、日本が主要国であり、電気自動車市場で最大のシェアを占めています。中国は、製造能力と安価な労働力の豊富さにより、世界最大の電気自動車製造国です。インドも電子市場で最も急速に成長している市場であり、インド政府は電気自動車の導入に対して税の払い戻しや補助金も提供しており、2030年までにインドを電気自動車国家にするために世界的な電池製造業者を国内に招いています。この地域はエネルギーを原油に大きく依存しており、原油輸入への依存から脱却したいと考えています。この地域は、可処分所得とEVに対するインフラ支援の不足により、リチウム空気電池の売上に打撃を受ける可能性があります。いくつかの課題はあるものの、この地域は世界のEVとリチウム空気電池市場を支配するでしょう。

中東およびアフリカ

中東では、ほとんどの国で原油が豊富にあり、石油の輸出は旅行に次ぐ主要な収入源です。このため、電気自動車やその他の新興技術への投資もシフトしています。したがって、この地域の市場はプラス成長を遂げるでしょう。

主要人物

1. フィナジー
2. EVダイナミックス（ホールディングス）リミテッド
3. 富士ピグメント株式会社
4. 新疆ジョインワールド株式会社
5. ACTXEリミテッド
6. デノラテック株式会社
7. デュラセル株式会社
8. IBM株式会社
9. ポリプラス
10. リチウムエアインダストリーズ株式会社

最近の動向

2022年3月、テスラはテキサスのギガファクトリーの開設を発表しました。テキサスのギガファクトリーはオースティン近郊に位置し、米国東部市場向けにテスラ サイバートラック、テスラ セミ、モデル3、モデルYを製造します。この工場は、規模では米国で2番目に大きく、生産量でも2番目に大きい工場です。

フォルクスワーゲンAGは2022年6月、チャタヌーガに北米バッテリーエンジニアリング研究所を開設すると発表しました。同社は新たな主力施設の開発と建設に2,200万米ドルを投資しており、その主な目的はEVバッテリーと高電圧エンジニアリング活動をテストすることです。

2021年、Zinc8 Energy Solutionはエネルギー貯蔵用のバッテリー技術を開発し、ニューヨーク州と協力してシステムの設置に取り組んできました。このシステムは亜鉛と空気を燃料として使用し、貯蔵とともに応答速度に重点を置いています。

2021年6月、テスラは最初の量産型テスラ モデルS プレイドの発売を発表しました。これは4ドアの電気自動車で、推定航続距離は390マイルです。プレイドはモデルSの最上位モデルで、1,020馬力、0から60mphまでの加速時間は2秒です。プレイドはテスラのスーパーチャージャーでより速く充電され、より広い後部座席とより優れたエンターテイメントシステムを備えています。