現在の電気自動車のほとんどは、リチウムイオン電池技術を利用しています。では、リチウム、ニッケル、コバルトといった重要な鉱物は、具体的にどのように電池の構成要素となっているのでしょうか？多くの利点があります。実際、EVバッテリーにニッケルやコバルトを使用することで、現代のEVは日常的な運転においてはるかに実用的なものとなっています。その理由は以下の通りです。

 

ニッケルとコバルトが電池に使われる仕組み

　少し話を戻して、バッテリーの基本について説明しましょう。基本的にバッテリーは、2つの集電体、負極、正極、セパレーター、電解液で構成されています。

　負極材料と正極材料がリチウムを貯蔵し、リチウムイオンが正極から負極へ、またはその逆に移動するときに充放電が起こります。ニッケルとコバルトは、アルミニウム（NCA）またはマンガン（NMC）、あるいはその両方（NCMA）と組み合わせて、リチウムイオン電池の正極によく使用され、消費者がEVで信頼するようになったいくつかの利点を提供します。

 

航続距離への不安を解消

　EVに乗ったことがある人、あるいはEVに乗ろうと思ったことがある人なら、航続距離の不安が頭をよぎったことが一度や二度はあるでしょう。そこで登場するのがニッケルとコバルトです。 

　例えば、ヒュンダイ・イオニク5。ニッケル、コバルト、マンガンを8:1:1の割合で使用し、ニッケルの高いエネルギー密度とコバルトの安定性を組み合わせることで、航続距離の延長を実現しています。Ioniq 5は、1回の充電で最大318マイル（512キロメートル）の走行が可能です。この航続距離は、イリノイ州シカゴからインディアナ州インディアナポリスまでの196マイル（315キロ）を、充電ステーションに立ち寄ることなく移動するのに十分なものです。これは、ニッケルとコバルトを含む正極を使用していなかった一部の初代電気自動車の航続距離100マイルとは比べものになりません。

　ニッケルやコバルトベースのバッテリーのもうひとつの利点は、これらの鉱物は重量が軽く、場所を取らないため、EVバッテリーを小型化できることです。つまり、ボルボEX30のような小型バッテリーを搭載したコンパクトカーでも、航続距離は最大275マイル（約443km）に達します。

 

バッテリーの長寿命化

　EVオーナーのもうひとつの懸念は、バッテリーの経年劣化です。内燃機関（ICE）車の平均寿命は約13万3,000マイル（214,043キロメートル）。これに対し、ニッケルとコバルトをベースとする正極材を使用したEV用バッテリーの平均寿命は約20万マイル（321,869キロメートル）と推定され、一部のメーカーはすでに それ以上の走行距離を 保証しています 1 。つまり、ニッケル・コバルト組成のEVは、バッテリーの容量が大幅に低下することなく、期待される寿命まで充電して走行できます2,3,4。これは、持続可能な輸送目標にとって画期的なことです。 

 

コスト削減

　現在、電気自動車は従来のガソリン車よりも高価ですが、調査によると、米国と欧州における価格差は過去3年間で縮小しています。米国では現在、価格差はわずか15％であり、欧州では22％で、つまり、EVは以前よりも購入しやすくなっています。

　さらに、EV所有者は燃料費と維持費の両方を節約できます。国家資源防衛評議会が指摘するように、EVドライバーの年間燃料費は約40～65％少なくなっています。エネルギー省（DOE）の試算では、EV所有者の居住地にもよりますが、年間最大2,200ドルの節約になるといいます。さらに、EVの1マイルあたりの定期メンテナンス費用も、従来のガソリン車より少なくて済むことができます。DOEによると、1マイルあたりのメンテナンス費用は、ガソリン車が10.1セントであるのに対し、EVは6.1セントです。

 

急速充電機能

　ガソリンスタンドでの給油は、クレジットカードをスワイプしてからノズルをポンプに戻すまで10分もかかりません。EV充電はまだそれほど速くはありませんが、近年目覚ましい進歩を遂げています。わずか40マイルの航続距離を追加するために何時間も待たなければならなかった時代は終わりました。今日、多くのEVは30分以内に10％から80％まで充電できます。ニッケルやコバルトをベースとするバッテリーは、高い充電率に対応できるため、それを可能にするのに役立っています。例えば、メルセデス・ベンツEQSは10％から80％まで約30分で充電できます。ボルボEX30は約27分です。

　バイデン政権下では、2030年までに米国内に少なくとも50万基の公共充電器を設置することを目標とし、主要幹線道路沿いの地域により多くの公共充電器を設置するために、6億2300万ドルの補助金が交付されました。カナダでは、充電ステーションへのアクセスが前年比で24％増加し、新たに1,559基のステーションが追加されました。また、充電をより便利にするために、レストランと充電ネットワークのコラボレーションも増えています。さらに、米国ではほとんどのEVメーカーがテスラが策定した北米充電規格（NACS）を採用していますため、より多くの車両がカナダ、メキシコ、米国全土に6万基以上あるテスラのスーパーチャージャーを利用できるようになっています。

 

EVはガス自動車より安全

　全米防火協会によると、米国ではガソリン車の火災は2～3分おきに 発生しています 。さらに、国家運輸安全委員会（NTSB）と運輸統計局（BTS）のデータによると、販売台数10万台あたりの火災発生件数を見ると、ガソリン車の1,530件に対してEVはわずか25件しか報告されていません。 

　2021-22年型シボレー・ボルトEVのような車両が火災の危険性を理由にリコールされたことで、電気自動車の購入を考えている人の中には、その安全性を心配している人もいるかもしれません。ボルトの場合、ゼネラルモーターズは火災の原因をバッテリーモジュールの製造上の欠陥に求めています。米国では現在330万台以上のEVが走っており、このような欠陥はルールというより例外です。実際、火災の危険性でリコールされたガソリン車はEVよりはるかに多いです！

　したがって、消費者が家庭で安全な充電方法を用いる限り、EVはガソリン車と同じくらい、いや、ガソリン車よりも安全なのです。

 

安全に関する重要な注意事項と以下に示します：

適格な試験所によって承認された充電装置を使用してください。

ケーブルや充電器に損傷がないことを確認する。

充電設備は、人通りの多い場所や火災の恐れのあるものから離れた安全な場所に設置してください。

延長コードは使用しないでください。

資格のある電気技師に充電システムを診断してもらい、車を使う前に充電専用の新しい回路を設置してください。

 

リサイクル性

　ニッケル、コバルト、リチウムは貴重な原材料であるため、これらを利用する自動車メーカーの多くは、一次資源を節約するために循環型経済の構築に取り組んでいます。 

　ニッケルやコバルトを主成分とするEV用電池は、その本質的な経済価値と確立されたリサイクル技術により、経済的なリサイクル可能性に乏しい他の化学物質に比べ、より現実的で収益性の高いリサイクルが可能です。 

　ニッケルとコバルトの再利用は、実用的かつ経済的にも魅力的です。ゼネラルモーターズも日産も、まだかなりの蓄電能力を持つ古いEVバッテリーを、エネルギー貯蔵に利用する企業に売却することで第二の人生を与えています。 メルセデス・ベンツのような他の自動車メーカーは、EVバッテリーの再利用や、古いバッテリーを交換部品として使用するだけでなく、リサイクルも行います。 

　さらに、メルセデス・ベンツはドイツのクッペンハイムにもバッテリー・リサイクル工場を持っており、96％以上の回収率を謳っています。ニッケル、コバルト、マンガン、リチウムの回収に加え、プラスチック、銅、アルミニウム、鉄、カーボンなども回収します。現代自動車は、EcoPro社やLithion社などと提携し、バッテリー・リサイクル技術のグローバル・ネットワークを構築しています。

　他のOEMの例としては、アウディがユミコアと協力してコバルトとニッケルのリサイクルを行っているほか、フォード、ボルボ、フォルクスワーゲン、BMW、GMがレッドウッド・マテリアルズと協力して北米のEVバッテリーのリサイクルを行っています。 ほとんどのOEMは、リサイクル／サーキュラリティ・オプションの確立に直接関与することを真剣に検討しています。 

　最近の『Automotive News』の記事が指摘しているように：これらのバッテリーの中身は、無駄にするにはあまりに貴重であるため、他の理由はないにせよ、金属の価値のために回収され、再利用またはリサイクルされます。

 

結論

　ニッケルのエネルギー密度とレート能力、コバルトの安定性は、EVバッテリーの長寿命化と急速充電能力の向上に大きな役割を果たしています。 

　さらに、最新のバッテリーは、現在のガス自動車専用パワートレインよりもはるかに安全です。これに、循環型経済や環境に優しい最新のプロセスを求める大きな後押しを組み合わせれば、消費者がEVを検討する大きな理由がたくさん見えてきます。

 

ニッケル協会とは

https://nickelinstitute.org/jp/

　ニッケル協会は、全世界の一次ニッケル生産者から成る世界的な団体で、会員全てを合わせれば中国を除く世界の年間ニッケル生産量のおよそ85%を占めます。協会の使命は適切な用途でのニッケルの利用を促進、及び支援することです。ニッケル協会はステンレス鋼など現行及び新規のニッケル用途の市場を成長・支援を行うと共に、公共政策と規制の基本として、健全な科学、リスク管理、社会経済的便益を促進しています。ニッケル協会の科学部門であるNiPERA Inc.を通じて、人の健康と環境に関係する最先端の科学研究も実施しています。ニッケル協会はニッケル及びニッケル含有材料に関する情報を集約する拠点であり、オフィスをアジア、欧州、北米に設置しています。

 

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