ここ数年、リチウム価格が乱高下したことで、もともとあまり注目されていなかった技術が再び脚光を浴びることになった。それが「ナトリウムイオン電池」だ。外観はリチウムイオン電池とほとんど変わらないが、リチウム資源に依存することなく、エネルギー貯蔵の構図を一新する可能性がある。

一、ナトリウムとリチウムは、もともと近縁の関係にある

ナトリウムイオン電池の動作原理はリチウムイオン電池とほぼ同じで、いずれもイオンが正極と負極の間を行き来することで機能する。最大の違いは、地殻中のナトリウムの含有量が約2.3％であり、これはリチウムの2,000倍以上である上、その分布が極めて均一であるため、特定の国による供給制限を受けるリスクがない点である。

指標 ナトリウムイオン リン酸鉄リチウム 三元系リチウム
エネルギー密度 約 100～160 Wh/kg 約 160～200 約 250～300
低温時の性能 −40℃でも使用可能 一般 弱い
原材料への依存 ナトリウム、十分 リチウム、リン リチウム、ニッケル、コバルト
理論上のコスト 20～30％低い 中 高

2. その強みはどこにあるのか

ナトリウムイオンは半径が大きく、原子も重いため、エネルギー密度の面ではリチウムイオン電池には当然及ばず、これが長距離走行が可能な乗用車の主力として適さない理由となっています。しかし、安価で低温耐性に優れ、安全性も高いという利点があり、体積や重量を重視しない用途においては、かえって本領を発揮します。

3. 最も快適な拠り所はエネルギー貯蔵である

電力網のエネルギー貯蔵、基地局の非常用電源、低速車、二輪車といった用途では、わずかな重量など全く問題にならない一方で、コストや冬季の使用可否が極めて重要視されます。ナトリウムイオン電池は零下30～40度でも問題なく動作するため、リン酸鉄リチウム電池の弱点を補うのに最適です。CATLは2021年に第1世代をリリースし、2024年には第2世代でエネルギー密度を1kgあたり約200Wh、低温耐性をマイナス40度まで向上させ、すでに量産化に向けて推進している。

ナトリウムイオン電池をリチウムイオン電池の代替品だと考えるべきではありません。より正確に言えば、両者は役割分担をしているのです。リチウムイオン電池はエネルギー密度が求められる分野を担当し、ナトリウムイオン電池は低コスト、安全性、耐寒性が求められる分野を担当します。

エネルギー貯蔵が「あるかどうか」から「手頃な価格で利用できるかどうか」へと移行する中、希少資源に依存せず、1kWhあたりのコストを低く抑えられるナトリウムイオン電池というアプローチは、当然ながらこの1000億元規模の市場に波紋を広げた。