はじめに

世界の自動車産業は電動化を加速させていますが、電気自動車の発展は依然として2つの主要なボトルネックに制約されています。それは「航続距離への不安」と「電池安全性への懸念」です。現在主流の液系リチウムイオン電池のエネルギー密度はすでに理論上の上限に近づいており、可燃性の有機電解液は熱暴走後に発火を引き起こしやすいという課題があります。全固体電池は、このジレンマを克服する次世代ソリューションとして注目されています。液体電解液を不燃性の固体電解質に置き換えることで、セルのエネルギー密度を現在の最大約260 Wh/kgから300～500 Wh/kg、さらにはそれ以上へと高める可能性があり、漏液や熱暴走による火災リスクを根本的に排除できると期待されています。世界の主要自動車メーカーおよび電池大手がこの分野で積極的に競争を繰り広げる中、全固体電池の産業化は目前に迫っています。

変革の核心：固体によるエネルギー貯蔵の再構築

全固体電池は、完全に新しい電池システムというわけではありません。その動作原理は成熟した液系リチウムイオン電池と一致しており、いずれも正極と負極の間をリチウムイオンが往復移動することで機能します（ロッキングチェア機構）。真の変革は、電池内部の「生命線」にあります。すなわち、液体電解液とセパレーターを固体電解質に完全に置き換える点です。

全固体電池の基本構成：正極・負極・固体電解質

・正極材料については、短期的には高ニッケル系三元材料が引き続き使用されますが、長期的にはリチウム過剰マンガン系化合物などの高容量材料が開発の方向性となります。

・負極材料の高度化は、エネルギー密度の飛躍的向上を実現するうえでの鍵となります。現在の黒鉛負極およびシリコンカーボン負極から、理論容量が極めて高いリチウム金属負極という最終目標へと進展していくことになります。

・固体電解質自体は、イオン伝導と正極・負極の隔離という二重の役割を同時に担います。現在の主流となる研究開発ルートは、主に高分子系、酸化物系、硫化物系の3つのカテゴリーに分類されます。

全固体電池の優位性と課題：高安全性と高エネルギー密度

固体電解質は不燃性で漏液の心配がなく、リチウムデンドライトの貫通を効果的に抑制し、熱暴走のリスクを大幅に低減します。同時に、高電圧正極およびリチウム金属負極との適合性を備えているため、エネルギー密度の飛躍的向上を実現することが可能です。

一方で、直面する課題も極めて深刻です。固体－固体界面の接触問題によりイオン伝導抵抗が高くなり、充放電レートやサイクル寿命に影響を及ぼします。さらに、高コスト（現時点での材料コストは液系電池の数倍）および複雑な製造プロセス（界面接触を改善するために静水圧プレス設備が必要となるなど）が、大規模商用化に向けた最大の障壁となっています。

標準定義：技術ルートにおける分岐点

近年、「準固体電池」という用語は移行期の概念として広く使用されており、一般的には液体電解液の含有率が5～10％の電池を指します。しかし、技術の進展に伴い、この曖昧な定義ではもはや業界規範や市場選別のニーズを満たすことができなくなっています。

2025年12月30日、中国初となる「電気自動車用全固体電池」に関する国家標準が意見募集のために公開され、業界に対して明確かつ統一された技術ベンチマークが確立されるとともに、2つの重要な変更点が示されました。

用語の明確化：「準固体電池」の退出

新たに策定された中国の国家標準では、まず用語に関して精確な定義が示されました。電池内部におけるイオン輸送の方式に基づき、電池は「液系電池」「固液ハイブリッド電池」「全固体電池」の3種類に明確に分類されています。

これは、従来一般的に用いられてきた「準固体電池」という用語が、中国の国家標準体系においてより厳密な「固液ハイブリッド電池」という表現に置き換えられたことを意味し、名称の観点から技術的本質が明確化されたと言えます。

定量的な閾値：質量減少率要件の厳格化

さらに重要なのは、新たな中国の国家標準が、「全固体電池」を判定するための定量的かつより厳格な技術的閾値を設定した点です。すなわち、全固体電池の質量減少率は0.5％以下でなければなりません。

質量減少率とは、電池を特定条件下で真空乾燥させた後に失われた質量が、初期質量に占める割合を指します。これは電池内部に含まれる液体成分の量を直接反映する指標です。

本基準は、中国自動車工程学会が以前発表した団体標準（質量減少率1％未満）と比較して2倍厳しい内容となっています。その目的は、依然として比較的多くの液体電解液を含み、性能向上が限定的な「固液ハイブリッド電池」と、真の全固体電池とを明確に区別することにあります。本標準の策定は業界の検証試験に基づいており、フィードバックによれば、主流の全固体電池製品はすでに質量減少率0.5％未満を達成可能であるとされています。

将来の展望：産業化競争とバリューチェーン再編

新たな標準は、単なる技術定義の明確化にとどまらず、産業発展の方向性を示す強力な指針でもあります。これは、今後の市場競争が厳格な全固体電池基準を満たすことができる技術ルートに集中することを意味し、業界再編およびバリューチェーンの再構築が不可避となることを示しています。

液系電解液に最も近いイオン伝導度を有する硫化物系電解質に代表される高性能ルートは、数多くの先進企業（トヨタ、CATL、BYDなど）にとって重要な注力分野となっています。コストや安定性といった課題を抱えているものの、将来的な主流ルートになると見なされています。

一方、酸化物系および高分子系ルートは、工業化が比較的容易であるという強みを活かし、特定の用途シーンにおいて一定の市場を確保する可能性があります。各社の産業化スケジュールも次第に明確になりつつあり、世界の主要自動車メーカーは概ね2027年から2030年を、全固体電池の車載大規模搭載に向けた重要な期間と位置付けています。

まとめ

中国における全固体電池の新たな国家標準の確定により、業界は「準固体」という曖昧な移行期に別れを告げ、「真の全固体電池」の実現を目指す激しい技術競争の新たな段階へと突入します。準固体電池という概念は姿を消し、固液ハイブリッド電池と全固体電池との境界はより明確になります。業界内の影響力も再配分され、固体電解質の中核材料、リチウム金属負極、ドライ電極プロセスなどの重要技術を掌握する企業が、新たなバリューチェーンを主導していくことになるでしょう。

市場での導入ルートは、高級モデルから普及モデルへと展開していく形になります。全固体電池はまず、コストに対する感度が比較的低く、究極の性能を追求する高級車種に搭載され、その後、より手頃な価格帯のセグメントへと段階的に普及していくと見込まれます。最終的には、この新標準の実施を契機として、材料革新によって牽引される産業変革が加速し、電気自動車の将来像と競争力を形作っていくことになります。

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