2021年初頭からのバッテリー原材料価格の急騰は、需要の減少または遅延の可能性についての憶測を引き起こしており、自動車メーカーが電気自動車への嗜好を転換する可能性があるという見方につながっている。

従来、最も低コストのパックはリン酸鉄リチウムまたはLFP。テスラは2021年から中国製のエントリーモデルにLFP（リン酸鉄リチウム）を使用している。フォルクスワーゲンやリビアンなどの他の自動車メーカーも、最も安価なモデルにLFPを採用すると発表している。

ニッケル・コバルト・マンガン（NCM）電池も選択肢の一つです。LFPしかし、これには高価なコバルトが含まれており、その製造プロセスには議論の余地がある。

コバルト価格は今年に入って70%上昇している。ニッケル価格は、ロンドン金属取引所（LME）でのショートスクイーズを受けて、最近乱高下している。5月10日現在、3カ月物ニッケル価格は1トン当たり27,920ドル～28,580ドルの日中変動幅で取引されている。

一方、リチウム価格は2021年初頭から700％以上も高騰しており、それがバッテリーパック価格の大幅な上昇につながっている。
S&Pグローバル・マーケット・インテリジェンスによると、中国の電池金属価格は3月にLFP電池で前年同月比580.7%上昇し、1キログラム当たり約36ドル/kWhに達した。NCM電池も同時期に152.6%上昇し、2月には1kWh当たり73～78ドルとなった。

"道リチウム「過去12ヶ月間で価格が上昇しています。NCMとの比較では予想よりも割引率が低く、性能面を考慮に入れると、以前よりも判断が難しくなります。コスト削減のために性能を多少犠牲にすることも考えられますが、最近はそれほど安くはありません」と、ある水酸化コバルト販売業者は述べています。

「LFPのコストは、ターゲットとする低価格電池の分野にとってリスクが高すぎるため、確かに懸念があった」と、あるリチウム生産関係者は同意した。

「短中期的に見て、ニッケル含有量の多い電池（ニッケルを8%以上含む電池）に代わる明確な選択肢はありません。ニッケル含有量の少ないNMC電池に戻ると、コバルトの使用に関する懸念が再燃します。一方、LFP電池はまだ航続距離性能を完全には再現できておらず、ニッケル含有量の多い電池と比較して低温特性も劣っています」と、S&Pグローバル・マーケット・インテリジェンスのシニアアナリスト、アリス・ユー氏は述べています。

中国ではLFPバッテリーが主流だが、EU市場ではNCMバッテリーがより大きな役割を果たすと一般的に考えられている。EUの消費者は、充電回数を最小限に抑えて国内や大陸を横断できる車を好むからだ。

「バッテリー工場の設計を検討する際には、柔軟性を考慮する必要があります。現在、LFPとNCMの価格はほぼ同等です。LFPの価格が再び大幅に下がれば、生産を優先する可能性もありますが、現時点ではNCMはプレミアム製品であるため、生産すべきです」と、ある自動車メーカーは述べています。

別の自動車メーカーも同様の見解を示し、「LFPバッテリーはエントリーレベルの車両には搭載されるだろうが、高級車には採用されないだろう」と述べた。

制限要因

リチウムの供給は電気自動車市場にとって依然として大きな懸念事項であり、どの企業も容易にリン酸鉄リチウム（LFP）に切り替えることを阻む要因となり得る。

S&Pグローバル・コモディティ・インサイトの調査によると、計画中のリチウム鉱山がすべて予定通りに稼働し、適切な仕様の電池グレード材料が生産されたとしても、2030年までに22万トンの不足が生じる見込みであり、これは2030年代末までに需要が200万トンに達すると仮定した場合の結果である。

欧米のリチウム生産企業のほとんどは、生産量の大部分を長期契約で確保しており、中国の加工業者もスポット需要と長期契約需要の両方に対応するのに忙しくしている。

「スポット注文はいくつかありますが、現時点では在庫がありません」と、リチウム生産関係者は述べた。「顧客に何らかの問題が発生したり、出荷が何らかの理由でキャンセルされたりした場合にのみ供給可能量となります。それ以外はすべて予約済みです」と付け加えた。

リチウムをはじめとするバッテリー用金属が電気自動車（EV）普及の阻害要因となるのではないかという懸念が高まっていることから、自動車メーカーは業界の上流部門への関与をますます強めている。

ゼネラルモーターズは、カリフォルニア州にあるコントロールド・サーマル・リソーシズ社のヘルズキッチン・リチウムプロジェクトの開発に投資する予定だ。ステランティス、フォルクスワーゲン、ルノーは、バルカン・リソーシズ社と提携し、ドイツのゼロカーボン・プロジェクトから原料を確保する。

ナトリウムイオン代替品

リチウム、コバルト、ニッケルの供給不足が見込まれることから、電池業界は代替品の模索を続けている。ナトリウムイオン電池は、最も有望な選択肢の一つと考えられている。

ナトリウムイオン電池では、一般的に陽極に炭素、陰極にプルシアンブルーと呼ばれる材料が用いられる。米国アルゴンヌ国立研究所のエネルギー貯蔵科学共同センター（ACCESS）所長であるベンカット・スリニバサン氏によると、「プルシアンブルーに使用できる金属は多岐にわたり、企業によって異なる」という。

関係者によると、ナトリウムイオン電池の最大の利点は製造コストの低さだという。地球上にナトリウムが豊富に存在するため、これらの電池パックはリチウムイオン電池よりも3～50％ほど安価になる可能性がある。エネルギー密度はリン酸鉄リチウム（LFP）電池と同等だ。

中国最大手の電池メーカーの一つであるContemporary Amperex Technology（CATL）は昨年、ナトリウムイオン電池の第1世代を発表するとともに、ナトリウムイオン電池とリチウムイオン電池を1つのパックに統合できるABバッテリーパックソリューションも発表した。CATLによると、ナトリウムイオン電池の製造プロセスと設備は、既存のリチウムイオン電池と互換性があるという。

しかし、ナトリウムイオンが本格的な商業規模に達するには、いくつかの懸念事項に対処する必要がある。

電解質側と陽極側には、まだ改善の余地がある。

LFP（リン酸鉄リチウム）電池と比較すると、ナトリウムイオン電池は放電性能は優れているが、充電性能は劣る。

主な制約要因は、これが商業レベルで利用可能になるまでにはまだ時間がかかるということだ。

同様に、リチウムとニッケルを豊富に含む化学組成に基づいたリチウムイオン電池のサプライチェーンにも、数十億ドル規模の投資が行われてきた。

「ナトリウムイオン電池も検討するつもりだが、まずは既に存在する技術に注力し、工場を稼働させることに集中する必要がある」と、ある電池メーカーは述べた。