リチウムイオン電池に対する世界の急増するニーズに対応

この10年ですでに急増した、リチウムイオン電池のグローバルな製造が次の10年で10倍に増える見込みです。 その結果、信頼できる効率的なヒーティングテクノロジーへの需要に波及効果が及びます。

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リチウムイオン電池は携帯電話やタブレットの普及を可能にすることで、私たちの生活をすでに変えています。 現在、このテクノロジーは、輸送の電化と再生可能エネルギーへの移行を推進するのに役立っています。 事実、リチウムイオン電池は技術の進歩に欠かせない存在となっているため、2019年にリチウムイオン電池の発明者はノーベル化学賞を受賞しました。

バッテリー人気の幕開け

1990年代以降、リチウムイオン電池の製造量の伸びは、スマートフォン、タブレット、ノートパソコンなどのポータブル家電製品の需要の高まりに支えられてきました。 ただし、ポータブル家電製品が重要なセグメントであり続ける一方で、電気自動車の開発によってバッテリーの需要は一気に急増する見込みです。 欧州委員会によると、世界の電気自動車は、2018年には400万台だったのが2028年には5千万~2億台になり、2040年には9億台に達することが見込まれています。

また、再生可能エネルギーへの移行により、貯蔵用リチウムイオン電池の需要が増加する見通しです。 太陽光発電と風力発電は断続的な供給源であるため、化石燃料ほど頼りにはなりません。 ただし、リチウムイオン電池は貯蔵容量を提供することで、再生可能エネルギーの信頼性と実用可能性を格段に高めることができます。

「リチウムイオン電池は強大な技術イネーブラーであり、特に欧州では脅威的な製造能力の拡大を促進するでしょう」と、Kanthalの再生可能エネルギーのグローバルセグメントマネージャー、Sachin Pimpalnerkarは言います。

Sachin_Pimpalnerkar 2x3.jpg少ないスペースでより多くのエネルギーを

2つの重要な要因、 つまりバッテリーのエネルギー密度の向上とコストの劇的な削減によって、リチウムイオン電池の成長が促進されています。

「今日の電気自動車は走行距離が限られており、充電に時間がかかりすぎ、コストも高すぎます」とPimpalnerkarは言います。 「電気自動車のコストのほぼ40~50パーセントはバッテリーそのものにかかります。 しかし、エネルギー密度が向上しているため、同じスペースでより多くのエネルギーを得ることができ、価格も下がり続けています。 近い将来のある時点になったら、燃焼機関に匹敵するものになるでしょう」

2010年~2019年の間に、リチウムイオン電池パックの平均コストは、キロワット/時あたり1,160米ドルからkWhあたりわずか156米ドルに減少しました。

これは87%の減少です。 最新の予測によると、2024年には価格がkWhあたり100ドルを下回る可能性があり、これは電気自動車が従来の燃焼機関と同等になる価格点です。

製造拡大

この需要を満たすには、現在の製造量は今後数年間で指数関数的に増えなければなりません。 欧州の製造能力は2023年までには、2019年の18 GWhから1年あたり約198ギガワット/時になる見込みです。その一方で、2023年の中国の製造能力は800 GWhに達する見通しです。

この製造能力拡大は、原材料、カソードなどの主要な構成部品への需要に波及効果をもたらします。 「カソードは、性能の面ではバッテリー全体の中で最も重要な構成部品の1つです」とPimpalnerkarは説明します。 「バッテリーのエネルギー密度はカソードによって決まり、カソードの需要はバッテリーセルの需要に比例して増加するでしょう」

加熱装置への影響

カソード材の生産には、煆焼プロセスで約800〜1,000℃の温度が必要です。 また、カソード材の極めて高い純度レベルを維持できるように生産工程を設計、制御する必要があります。 あらゆる工業用高温製造プロセスと同様に、炉のオペレーターにとって課題となるのは、一貫した高品質なカソード材を確実に生産しながら、エネルギー効率と生産性を最大化することです。

炉のタイプに応じて、Globar®SiCヒーターとFibrothal®ヒーターモジュールをカソード材の生産に使用することができます。これらの製品は、温度を正確に制御できるメリットをもたらします。 また、Kanthal®フローヒーターを使用して、加熱したガスを炉に入れて、生産性をさらに上げることもできます。

「メーカーはKanthalのヒーティングシステムにより、正確な温度が必要なゾーンで正確な温度を達成できるので、優れたエネルギー効率と高い生産性で最高品質のカソード粉末を生産できます」とPimpalnerkarは言います。 「リチウムイオン電池の需要が急速に伸びているため、カソード粉末の生産は今後数年間で重要になるでしょう」

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