[自動車技術動向] バッテリーはなぜ車種ごとに異なるのか？第2弾：高度編 前回の記事では、車種ごとにバッテリーが異なるとまとめました。今回はその中でも、電気自動車の大型バッテリーに焦点を当てます。すでに量産されているバッテリーは2種類、LFPとNMCです。両者の違いは製造方法ではなく、何を優先するかにあります。また、現在開発中のバッテリーは全固体です。 なぜ電気自動車の大型バッテリーはリチウムイオンなのか。その理由は、重量当たりの蓄電量が鉛蓄電池の数倍に達するため、車を動かすのに十分な電力を搭載できるからです。その中でさらに2つのタイプに分かれます。LFPは価格と寿命を重視、NMCは長距離走行用です。どちらもすでに量産されています。 LFPはリチウム鉄リン酸（LFP、Lithium Iron Phosphate）バッテリーで、正極にニッケルやコバルトの代わりに鉄とリン酸を使用します。国際エネルギー機関（IEA、International Energy Agency）のデータによると、2025年には世界で販売される電気自動車のバッテリーの半数以上がLFPであり、kWhあたりの価格はNMCより平均40％以上低くなっています。寿命も長く、セルの寿命は通常3,000～5,000回で、NMCの1,000～2,500回よりも長いです。毎日100％まで充電しても負担が少なく、発火し始める温度もLFPは約270℃と、NMCの150～210℃より高いです。これは火災が絶対に起こらないという意味ではなく、発火しにくいという意味です。テスラModel 3およびModel Yのエントリーモデル、フォード・マスタング・マハ-Eスタンダードレンジ（73kWh）、2027年型シボレー・ボルト（65kWh）がLFPを採用しています。 NMCはニッケル・マンガン・コバルト（NMC、Nickel Manganese Cobalt）バッテリーです。LFPよりエネルギー密度が高く、同じ重量でより遠くまで走行できます。セル単位でのエネルギー密度は、LFPが約90～205Wh/kg、NMCが約150～300Wh/kgとされています。一方で高価で、寿命は短めであり、毎日100％充電を繰り返すと劣化が早まります。そのためNMC搭載車両では通常、日常使用では80％充電を推奨しています。これが長距離仕様にNMCが採用される理由です。 LFPの弱点は重量と低温性能です。同じ距離を走るには、パックがより重いか大きくなります。低温では差がさらに顕著になります。マイナス気温ではLFPは走行可能距離を30％以上失う可能性があり、NMCは15～25％程度とされています。ミシガン州のように冬が長い地域では、バッテリーの予熱と充電前の温度管理が走行距離と同じくらい重要な仕様となります。充電前にバッテリーを加熱する予熱機能がある車両とない車両では、冬場の充電速度から違いが出ます。 診断の観点から見ると、LFPの平坦な電圧曲線が鍵となります。LFPセルは充電状態20％～80％の範囲で電圧が3.2V～3.3V付近でほぼ一定です。この範囲では電圧のみで残り充電量を推定することは実質的に不可能です。バッテリー管理システム（BMS、Battery Management System）は、流出した電流を累積するクーロンカウンティング（Coulomb Counting）とセルモデルを併用し、満充電および放電終了時に補正する必要があります。バッテリーの健康状態を判断する際も、電圧だけではなく、充電状態（SOC、State of Charge）、健康状態（SOH、State of Health）、温度、セル間のばらつきを総合的に確認する必要があります。電圧は正常だが走行距離が短い場合、まず電圧ではなくSOCとSOH、セル間のばらつきを確認すべきです。 全固体は次の段階です。液体電解質の代わりに固体電解質を使用するバッテリーです。CATLは硫化物系全固体セルを20Ahの試作段階まで引き上げており、エネルギー密度目標を500Wh/kgとしています。これはまだ生産仕様ではなく目標値です。CATLは2027年に少量生産、2030年頃に量産を目指していますが、同技術を技術成熟度9段階中の4段階と評価しています。広州のGreater Bay Technology（GBT）は2026年10月13日、1GWhラインで全固体セルの量産を開始したと発表しましたが、搭載車種は未定であり、初代セルの価格・寿命・充電速度は公表されていません。全固体はまだ開発中の技術であり、注視すべき技術です。要約すると、駆動用バッテリーでは現在、LFPが標準であり、より先進的な選択肢としてNMCを検討し、その次には固体電池の動向を注視する順序である。バッテリーに関する質問は、「どのバッテリーが良いか」ではなく、「どのような用途のためにバッテリーを搭載するのか」に変わった。都市部での走行が多い車にはLFPが適し、長距離走行が多い車にはNMCが適し、固体電池はまだ価格が定まっていない技術である。 用語解説 LFP（リチウム鉄リン酸、Lithium Iron Phosphate）：正極に鉄とリン酸を使用するリチウムイオン電池。安価で長寿命、耐熱性が高いが、エネルギー密度は低い。 NMC（ニッケル・マンガン・コバルト、Nickel Manganese Cobalt）：正極にニッケル・マンガン・コバルトを使用するリチウムイオン電池。エネルギー密度は高いが、高価で寿命はやや短い。 固体電池：液体電解質の代わりに固体電解質を使用する電池。まだ量産段階ではない。 エネルギー密度：単位重量または単位体積あたりに蓄えられる電力量。Wh/kgで表される。 BMS（バッテリー管理システム、Battery Management System）：セルの電圧、電流、温度を監視し、充電と放電を制御する装置。 SOC（充電状態、State of Charge）：バッテリーに残っている充電量をパーセンテージで表したもの。 SOH（健康状態、State of Health）：新品のバッテリーと比較した場合の、現在のバッテリーの性能がどの程度残っているかを示す値。 クーロンカウンティング（Coulomb Counting、電流積算方式）：電流を時間で積算して充電量を推定する方法。 IEA（国際エネルギー機関、International Energy Agency）：エネルギー政策を研究し、統計を収集する国際機関。 写真：CATL LFP角型セル Photo: Aeroid, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0