再生可能エネルギーと電気自動車に対する世界的な需要の高まりに伴い、バッテリー技術の開発がテクノロジー分野の焦点となっています。 鉛蓄電池の初期から今日のリチウムイオン電池に至るまで、技術の進歩によりエネルギー密度が向上しただけでなく、コストも大幅に削減されました。 香港環境保護局によると、2022年の香港のEV登録台数は前年比35%増加し、効率的なバッテリーの需要がさらに高まっている。 将来的には、バッテリー技術は、より高いエネルギー密度、より高速な充電速度、より長い寿命の方向に進化するでしょう。
シリコンベースの負極材料は、理論容量が高い(約4200mAh/g)ため、次世代電池のキー技術とみなされています。 従来のグラファイト陽極と比較して、シリコンベースの材料はバッテリーのエネルギー密度を大幅に向上させることができます。 しかし、シリコンは充放電時に体積膨張(約300%)を起こし、電極構造が不安定になります。 この問題を解決するために、研究者たちはナノ構造設計を通じて体積変化を軽減するシリコン-炭素複合材料を開発しました。 香港科技大学の研究チームは最近、シリコンベースのアノードのサイクル寿命を 1,000 倍以上に延ばすことに成功した画期的な結果を発表しました。バッテリーパック 作成 ガイド
固体電解質は、リチウムイオン電池の安全性に関する懸念に対する究極の解決策と考えられています。 従来の液体電解質は可燃性で爆発性がありますが、固体電解質は安全性が高いだけでなく、リチウム樹状突起の成長を阻害します。 現在、硫化物と酸化物ベースの固体電解質が 2 つの主流の技術ルートです。 香港の電池メーカーが全固体電池の小規模試生産を開始し、2025年に商品化される予定だ。
NCM811 などの高ニッケル正極材料は、バッテリーのエネルギー密度を大幅に向上させることができますが、熱安定性が低いという課題にも直面しています。 この目的を達成するために、研究者は表面コーティングやドーピングなどの手段を通じてその性能を向上させました。 香港生産性促進局の報告書によると、高ニッケル正極の市場シェアは 2025 年までに 40% に達すると予想されています。
乾式コーティング技術により、従来の湿式コーティングでは溶剤回収ステップが不要になり、生産コストと環境汚染が削減されます。 この技術は、次のような大規模生産に特に適しています。電極の準備 香港の会社が乾式コーティング装置を導入し、生産効率を20%向上させました。
レーザー切断技術により高精度な切断が可能になり、材料の無駄が削減されます。 でレーザー切断は、パウチ電池のラグ成形に特に適しています。 香港の電池メーカーは、レーザー切断を導入することで歩留まりを99.5%に高めました。
3D プリンティング技術により、より複雑なバッテリー構造の設計が可能になり、内部スペースの利用が最適化されます。 このテクノロジーはカスタマイズされたバッテリー製造に特に適しています。 香港理工大学の研究チームは、全固体電池のプロトタイプの 3D プリントに成功しました。
パウチセルは、軽量、高エネルギー密度、設計の柔軟性で知られています。 従来の円筒形電池や角形電池と比較して、パウチ電池はウェアラブルデバイスなどのスペースに制約のある用途に適しています。 香港の電気自動車メーカーはパウチバッテリーの使用を開始し、車両の重量を15%削減しました。
ブレードバッテリーは、革新的な設計によりバッテリーセルをバッテリーパックに直接統合し、モジュールの必要性を排除します。 この設計により、ボリュームの使用率が向上するだけでなく、熱管理パフォーマンスも向上します。 BYD のブレード バッテリーは香港市場で広く認知されており、航続距離は 600 キロメートルです。
CTP テクノロジーは、バッテリー パックのスペース利用をさらに最適化し、余分な構造部品を除去することで重量を軽減します。 CATL の CTP テクノロジーは、最大 200Wh/kg のエネルギー密度で香港の多くの電気バスに適用されています。
新しい技術が期待されているにもかかわらず、多くはまだ実験室の段階にあります。 たとえば、全固体電池の大量生産プロセスはまだ成熟しておらず、さらなる研究開発が必要です。
新技術の初期コストは通常高くなりますが、大規模生産が進むにつれてコストは徐々に下がっていきます。 香港政府は、生産コストを削減するために、地元の電池の研究開発を支援するために10億香港ドルを割り当てました。
予測によると、世界のバッテリー市場は 2030 年までに 1 兆米ドルに達すると予想されています。 香港は国際金融センターとして、資金調達と技術移転において重要な役割を果たすことが期待されています。
バッテリー技術の急速な発展は、継続的なイノベーションと切り離すことができません。 材料からプロセス、設計に至るまで、あらゆるブレークスルーが業界に新たな機会をもたらします。 香港の企業や研究機関はこの傾向を捉え、グローバル競争に積極的に参加する必要があります。