北米の固体電池市場 - タイプ別 (ポータブルおよび薄膜)、容量別 (20 mAh 未満、20 mAh ～ 500 mAh、500 mAh 以上)、容量別 (消費者向けおよびポータブル電子機器、電気自動車、エネルギーハーベスティング、ウェアラブルおよび医療機器など)、国別、競合予測および機会別、2018 年～ 2028 年

市場概要

北米の固体電池市場は2022年に7億1,603万米ドルと評価され、2028年までの予測期間中に14.37%のCAGRで堅調な成長が見込まれています。さまざまな業界での固体電池の需要の高まりと、費用対効果の高い電池ソリューションの商品化を目的とした広範な研究開発の取り組みが相まって、近い将来に市場の成長を牽引すると予測されています。電子機器の採用の増加、バッテリーエネルギー貯蔵システムの利用拡大、電気自動車の導入増加などの要因は、業界の進歩を促進する主な原動力です。

主要な市場推進要因

電気自動車 (EV) とエネルギー貯蔵ソリューションの需要増加

北米の固体電池市場は、電気自動車 (EV) とエネルギー貯蔵ソリューションの需要増加により、大幅な成長を遂げています。世界が二酸化炭素排出量の削減と持続可能なエネルギー源への移行を目指す中、自動車業界はこの変革の最前線に立っています。電気自動車は、気候変動に対処し、化石燃料への依存を減らすための重要なソリューションとして浮上しています。優れたエネルギー密度、安全性、耐久性を備えた固体電池は、EV の成功に重要な役割を果たすと期待されています。

この市場の主な推進要因の 1 つは、北米全土の政府が電気輸送への移行を強調して設定した野心的な気候目標です。たとえば、米国は 2030 年までに販売される新車の 50% を電気自動車にするという目標を設定しています。同様に、カナダとメキシコも EV の導入を奨励しており、これは固体電池の需要と直接相関しています。これらの電池は、従来のリチウムイオン電池と比較して、走行距離が長く、充電時間が短く、安全性が向上しているため、EV メーカーにとって理想的な選択肢となっています。

さらに、北米、特にハリケーンや山火事などの異常気象が発生しやすい地域では、エネルギー貯蔵ソリューションが注目を集めています。固体電池は、回復力があり効率的なエネルギー貯蔵を提供し、緊急時に安定した電力供給を確保します。この用途は、住宅での使用にとどまらず、グリッドレベルのエネルギー貯蔵や重要なインフラのバックアップ電源にも適用されます。

さらに、固体電池の生産コストの低下により、EV やエネルギー貯蔵アプリケーションでの採用が進んでいます。継続的な研究開発の取り組みを通じて、メーカーは生産の拡大、材料コストの削減、製造プロセスの改善のための革新的な方法を見つけています。これらのコスト削減により、固体電池はより経済的に実現可能となり、北米での需要がさらに高まっています。

結論として、気候目標、政府のインセンティブ、コスト削減によって推進される電気自動車とエネルギー貯蔵ソリューションの需要の増加は、北米の固体電池市場の重要な推進力です。自動車業界が電動化への移行を続ける中、固体電池は、この地域の輸送とエネルギー貯蔵の未来を形作る上で極めて重要な役割を果たす立場にあります。

固体電池技術の進歩

北米の固体電池市場は現在、主に固体電池技術の大幅な進歩によって大幅な成長を遂げています。固体電池は、エネルギー貯蔵の次のフロンティアと考えられており、従来のリチウムイオン電池に比べてさまざまな利点を提供します。これらの利点には、エネルギー密度の向上、安全性の向上、充電時間の短縮、寿命の延長などがあります。固体電池技術の継続的な進化により、さまざまな業界や用途で固体電池の採用が進んでいます。

固体電池技術の急速な進歩の背後にある主な原動力の 1 つは、既存企業と新興企業の両方が行っている集中的な研究開発の取り組みです。北米企業はこの分野でイノベーションをリードしており、技術的な課題を克服し、固体電池の性能を向上させるための研究に多額の投資を行っています。材料科学、ナノテクノロジー、製造プロセスのブレークスルーにより、より効率的でコスト効率の高い固体電池の開発が可能になっています。

さらに、学術機関、政府機関、民間企業間のコラボレーションにより、知識の共有が促進され、固体電池技術のイノベーションが促進されています。研究パートナーシップと政府資金によるイニシアチブにより、発見と開発のペースが加速し、業界のイノベーションと成長を促進するエコシステムが生まれています。

自動車部門は、これらの進歩の最大の受益者です。北米の大手自動車メーカーは、積極的に電気自動車 (EV) プラットフォームに固体電池を統合しています。これらのバッテリーは優れたエネルギー密度を提供し、EV は 1 回の充電でより長い走行距離を達成できます。さらに、固体バッテリーの安全性が向上したことで、熱暴走事故のリスクが軽減され、EV 業界の重大な懸念が解消されました。

固体バッテリーのもう 1 つの注目すべき用途は、スマートフォン、ラップトップ、ウェアラブルに電力を供給する消費者向け電子機器市場です。より長持ちし、より速く充電できるポータブル デバイスの需要が高まっているため、これらの製品に固体バッテリーが組み込まれるようになっています。消費者は、日常的に使用するデバイスで固体バッテリーが提供する利便性と安全性をますます高く評価しています。

結論として、研究開発の取り組み、コラボレーション、および電気自動車や消費者向け電子機器への応用によって推進される固体バッテリー技術の継続的な進歩は、北米の固体バッテリー市場の主要な推進力となっています。これらの技術革新は、この地域のエネルギー貯蔵環境を一変させ、性能と持続可能性の向上をもたらすでしょう。

環境と安全への懸念が固体電池の採用を後押し

北米の固体電池市場では、環境と安全への懸念の高まりを主な要因として、需要が大幅に増加しています。世界が気候変動を緩和し、温室効果ガスの排出を削減するという緊急課題に取り組む中、よりクリーンかつ持続可能なエネルギー源への移行が最も重要になっています。環境に優しい特性と強化された安全機能を備えた固体電池は、好ましいエネルギー貯蔵ソリューションとして浮上しており、さまざまな用途での採用を促進しています。

環境への懸念は、固体電池の需要を促進する上で極めて重要な役割を果たしています。従来のリチウムイオン電池は、採掘、製造、廃棄に可燃性の液体電解質と資源集約型材料に依存しており、その環境フットプリントが厳しく調査されています。対照的に、固体電池は固体電解質とより豊富で環境への害の少ない材料を使用しているため、エネルギー貯蔵ソリューションの持続可能な選択肢となっています。これは、炭素排出量の削減とクリーンエネルギー目標の達成に対する地域の取り組みと一致しています。

安全性は、固体電池の採用を促すもう 1 つの重要な要因です。消費者向け電子機器や電気自動車におけるリチウムイオン電池の火災に関する注目度の高い事件により、安全性に対する懸念が高まっています。固体電解質を使用する固体電池は、電解液の漏れや熱暴走のリスクを排除し、本質的に安全です。その結果、消費者、規制当局、安全性を優先する業界の間で支持を集めています。

輸送部門、特に電気自動車 (EV) では、固体電池への急速な移行が見られます。北米の政府はEVに厳しい安全規制を課しており、固体電池の優れた安全性プロファイルが大きな利点となっています。消費者は、電池関連の火災のリスクが大幅に軽減されることを知っているため、EVをより積極的に受け入れており、自動車市場で固体電池の採用が拡大しています。

さらに、固体電池は、電力網の信頼性と安全性を高めるために、グリッド規模のエネルギー貯蔵ソリューションに採用されています。この地域では異常気象が発生し、再生可能エネルギー源の需要が高まっていますが、固体電池は、電力を貯蔵および供給するための堅牢で安全なソリューションを提供します。

結論として、北米の固体電池市場は、環境と安全に対する懸念の高まりによって推進されています。固体電池の環境的持続可能性と強化された安全機能は、炭素排出量の削減とさまざまな用途にわたるエネルギー貯蔵ソリューションの安全性の確保という地域の目標と一致しており、よりクリーンかつ安全なエネルギーの未来に向けた魅力的な選択肢となっています。

主要な市場課題

高い製造コストと拡張性

北米の固体電池市場が直面している最も重要な課題の 1 つは、固体電池の製造に関連するかなりの製造コストと拡張性の問題です。固体電池は、従来のリチウムイオン電池に比べて安全性やエネルギー密度の向上など多くの利点がありますが、製造プロセスは依然として複雑でコストがかかります。

固体電池の製造には、細心の注意を払った製造技術と高純度材料の使用が必要であり、薄膜堆積や固体電解質製造などの複雑なプロセスを伴うことがよくあります。これらのプロセスには特殊な機器と専門知識が必要であり、メーカーの初期資本支出の増加につながります。さらに、適切な固体電解質材料の入手が限られているため、製造コストが高くなり、これらの材料を発見して最適化するための広範な研究開発が必要になります。

スケーラビリティも大きな課題です。経済的に実行可能なコストで固体電池の大規模生産を実現することは困難です。一部の新興企業や既存企業は実験室規模の生産で大きな進歩を遂げていますが、品質と安全性を損なうことなく大量生産に移行することは依然として困難な課題です。標準化された製造プロセスがないため、各メーカーが独自の方法と材料を採用する可能性があるため、スケーラビリティの取り組みがさらに妨げられています。

この課題に取り組むには、業界の関係者、研究機関、政府機関間の連携が非常に重要です。費用対効果の高い材料を特定し、製造プロセスを改善するための研究に投資することで、生産コストを軽減できます。さらに、固体電池の生産に関する業界標準を確立することで、スケーラビリティを促進し、市場全体で均一な品質を促進できます。

限定的な商業化と市場導入

北米の固体電池市場が直面している大きな課題は、これらの高度なエネルギー貯蔵ソリューションの商業化と市場導入が限られていることです。固体電池技術は大幅に進歩しましたが、従来のリチウムイオン電池と比較すると、広範な商業利用はまだ実現されていません。

商業化の大きな障壁の 1 つは、生産量が比較的少ないため、従来の電池と比較して固体電池のコストが高くなることです。このコスト差は、メーカーが市場で効果的に競争し、消費者が電気自動車 (EV) や家電製品などのさまざまな用途にこれらの電池を採用するための課題となります。

さらに、固体電池の安全性と信頼性を確保するために必要な包括的なテストと認証は、市場参入の遅れの一因となっています。安全性に関する懸念や製品の故障は採用率に大きく影響するため、バッテリー技術に対する消費者の信頼を確立することは極めて重要です。

コストと安全性に関する懸念に加え、固体バッテリー部品のサプライ チェーンが確立されていないことが、市場での採用を妨げる可能性があります。メーカーは特殊な材料や部品を調達する必要があり、多くの場合、限られた数のサプライヤーに依存しています。サプライ チェーンの混乱は、生産と市場での入手可能性に悪影響を及ぼす可能性があります。

これらの課題を克服するには、研究開発を奨励し、認証プロセスを合理化し、バッテリー メーカー、自動車メーカー、電子機器会社間のパートナーシップを促進することが不可欠です。政府や業界団体は、財政支援や規制ガイダンスを提供し、固体電池の商業化と採用を加速させる上で重要な役割を果たすことができます。

既存のリチウムイオン電池との競争

北米の固体電池市場は、数十年にわたってエネルギー貯蔵市場を支配してきた確立されたリチウムイオン電池との激しい競争に直面しています。リチウムイオン電池は継続的に改善され、コストが削減されているため、民生用電子機器、電気自動車 (EV)、再生可能エネルギー貯蔵など、さまざまなアプリケーションのデフォルトの選択肢となっています。

リチウムイオン電池がもたらす主な課題の 1 つは、既存のインフラストラクチャと製造能力です。リチウムイオン電池メーカーが享受する大規模な生産設備、確立されたサプライチェーン、規模の経済により、固体電池が価格と入手可能性の面で競争することは困難になっています。

消費者と業界はすでにリチウムイオン技術に精通しており、その性能特性は多くの用途の要件を満たしています。固体電池が競争上の優位性を獲得するには、リチウムイオン電池の性能と費用対効果に匹敵するだけでなく、それを上回る必要があります。

さらに、固体電池技術を最適化し、リチウムイオン電池と同等のコストを達成するために必要な研究開発への多額の投資は、市場への潜在的参入を阻む可能性があります。リチウムイオン電池がすでに実績のあるソリューションを提供している場合、多くの企業は固体電池の開発にリソースを投入することをためらうかもしれません。

この課題に対処するために、北米は固体電池の改善とコスト削減を加速するための研究開発の取り組みを継続的に支援する必要があります。さらに、インセンティブと規制措置により、企業や消費者が固体電池を採用するよう促すことができます。特に、安全性の向上、寿命の延長、エネルギー密度の向上など、固体電池の独自の利点を効果的に活用できるアプリケーションではそうです。既存のリチウムイオン電池との競争に打ち勝つには、業界の利害関係者、政府、投資家が協力してイノベーションと市場導入を促進する必要があります。

主要な市場動向

電気自動車 (EV) の導入の加速

北米の固体電池市場における注目すべき傾向の 1 つは、電気自動車 (EV) における固体電池の急速な導入です。自動車業界が気候変動に対処し、温室効果ガスの排出を削減するために電動化への急速な変革を遂げる中、従来のリチウムイオン電池に関連する主要な課題に対処するための非常に有望なソリューションとして固体電池が浮上しています。

固体電池は、EV にとって、エネルギー密度の向上、充電の高速化、サイクル寿命の延長、安全性の向上など、数多くの利点をもたらします。これらの利点は、消費者と自動車メーカーの両方にとって特に魅力的です。走行距離の延長と充電時間の短縮の追求により、多くの北米の EV メーカーが固体電池技術に投資するようになりました。

北米に本社を置く大手自動車メーカー、たとえばテスラ、ゼネラルモーターズ、フォードは、積極的にパートナーシップを模索し、電気自動車に固体電池を組み込むための研究開発に投資しています。これらのコラボレーションはイノベーションを促進し、自動車用途の固体電池の商品化を加速しています。

政府のインセンティブと排出規制もこの傾向に貢献しています。北米では、さまざまな政府が電気自動車の導入を促進するためのインセンティブや補助金を提供しており、固体電池市場の成長に好ましい環境が整っています。さらに、厳格な安全規制により、自動車メーカーは液体電解質のリチウムイオン電池に比べて本質的に安全な設計である固体電池の検討を余儀なくされています。

EV の導入が加速する傾向は今後も続くと予想されており、固体電池は北米の持続可能な輸送の未来を形作る上で極めて重要な役割を果たすでしょう。

民生用電子機器への統合の増加

北米の固体電池市場におけるもう 1 つの注目すべき傾向は、民生用電子機器への固体電池の統合の増加です。電池寿命が長く、充電が速いポータブル デバイスに対する消費者の需要が高まる中、メーカーはこれらの期待に応える実行可能なソリューションとして固体電池に注目しています。

固体電池は、スマートフォン、ラップトップ、ウェアラブルなどの民生用電子機器に大きな利点をもたらします。固体電池は、より小型のフォームファクタでより高いエネルギー密度を提供するため、メーカーはバッテリー寿命を犠牲にすることなく、よりスリムで軽量なデバイスを設計できます。さらに、固体電池は、消費者の間でますます懸念されている家電製品の熱暴走事故のリスクを軽減することで、本質的に安全性を高めます。

北米に本社を置く大手テクノロジー企業は、自社製品向けに固体電池技術を積極的に研究しています。この傾向は、パフォーマンスと安全機能が向上した最先端のデバイスを消費者に提供したいという願望によって推進されています。家電製品における固体電池への移行は、機能が強化されたポータブルデバイスの新時代の到来を告げるものと期待されています。

固体電池の生産規模が拡大し、製造コストが下がるにつれて、これらの電池が家電製品に採用されるケースが増え、北米やその他の地域でハイテクに精通した消費者の変化するニーズに応えることが期待されています。

セグメント別インサイト

容量

20 mAh～500 mAhのセグメントが2022年に主要なプレーヤーとして浮上しました。このセグメントの固体電池はスマートフォンやタブレットに適用され、バッテリー寿命の延長と充電の高速化を実現します。北米の消費者は、充電間の使用時間が長いポータブルデバイスを求める傾向が高まっており、固体電池は貴重なソリューションとなっています。

埋め込み型医療機器

モノのインターネット (IoT) により、さまざまなセンサーやデバイス向けの小型で低電力、長寿命の電池の需要が高まっています。この容量範囲内の固体電池は、IoT ノードへの電力供給に最適で、効率的なデータ収集と伝送を可能にします。

このセグメントの北米固体電池市場には、信頼性が高くコンパクトな電源に依存する高度なウェアラブル健康モニターなどの新しいアプリケーションも含まれます。これらのデバイスはバイタルサインを追跡できるため、消費者と医療提供者の両方にとって価値があります。

メーカーは、このセグメント内の固体電池のエネルギー密度の向上に継続的に取り組んでおり、デバイスの動作時間を延ばし、頻繁な再充電の必要性を減らしています。

結論として、北米固体電池市場の 20 mAh ～ 500 mAh セグメントには、民生用電子機器や医療機器から IoT センサーや新興技術まで、幅広いアプリケーションが含まれています。

アプリケーションの洞察

消費者向けおよびポータブル電子機器セグメントは、予測期間中に急速な成長を遂げると予測されています。消費者向け電子機器セグメントには、スマートフォン、ラップトップ、タブレット、ウェアラブル、ヘッドフォンなど、幅広いデバイスが含まれています。このセグメントの特徴は、北米の消費者の日常生活に欠かせないデバイスに電力を供給するために、コンパクトで大容量、かつ安全なエネルギー源が求められていることです。

固体電池は、スマートフォンやタブレットにますます組み込まれています。これらのデバイスは、消費者の期待に応えるために、バッテリー寿命の延長と充電時間の短縮を求めています。固体電池は、より高いエネルギー密度を提供できる可能性があり、充電間隔を長くすることで全体的なユーザーエクスペリエンスを向上させます。

このセグメントのメーカーは、固体電池のエネルギー密度を高めるために絶えず努力しています。エネルギー密度が向上すると、消費者向け電子機器のバッテリー寿命が長くなり、パフォーマンスが向上します。

固体電池は急速充電が可能で、迅速で便利な充電ソリューションを求める消費者の需要に応えます。デバイスをより速く充電できることは、この市場の顕著なトレンドです。

消費者向け電子機器部門は、革新的で高度な製品に対する消費者の需要の高さによって推進されています。固体電池は、消費者の好みに合わせて、バッテリー寿命の向上と充電の高速化を実現することで、競争上の優位性を提供できます。消費者向け電子機器の市場は拡大を続けており、新しい製品や機能が次々と登場しています。これにより、固体電池メーカーは、進化する消費者のニーズを満たすエネルギーソリューションを提供する機会が生まれます。

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国別インサイト

2022年に主要なプレーヤーとして浮上したのは米国です。米国は電気自動車（EV）革命の最前線に立ち、固体電池市場を牽引してきました。EVの採用を促進するための政府の野心的な目標とインセンティブにより、より長い航続距離、より速い充電、および強化された安全性を提供する高度な電池技術に対する需要が高まっています。固体電池は、これらの需要を満たすのに適した立場にあります。テスラ、ゼネラルモーターズ、フォードなどの米国の自動車メーカーは、EV市場で競争上の優位性を獲得するために、固体電池の研究とパートナーシップに積極的に投資しています。

さらに、米国は、固体電池技術の進歩に専念する研究機関、大学、民間企業の強力なエコシステムを誇っています。政府の助成金、研究イニシアチブ、ベンチャーキャピタルの資金提供により、イノベーションが推進され、固体電池の開発が加速しています。学界と産業界の連携により、材料科学、製造プロセス、安全性の向上における画期的な進歩が促進されています。この大規模な研究開発投資により、米国は固体電池技術の世界的リーダーとしての地位を確立しています。

さらに、米国の航空宇宙および防衛産業は、さまざまな用途向けに固体電池を積極的に研究しています。これらの電池は、軽量、信頼性の向上、安全性の向上などの利点があり、宇宙船、無人航空機 (UAV)、軍事機器に非常に魅力的です。米国防総省は、防衛システムに固体電池技術を活用するための研究とパートナーシップに戦略的な投資を行っており、この分野で活動する米国企業に大きな機会を創出しています。

最近の動向

• 2021 年 9 月、固体電池技術の大手開発企業である Solid Power は、上場を促進するために特別買収会社 (SPAC) である DCRC との合併を完了しました。この合併により、Solid Power の評価額は 12 億米ドルと大幅に増加しました。

主要な市場プレーヤー

• QuantumScape Corporation
• Wildcat Discovery Technologies 
• Sila Nanotechnologies
• イオン ストレージ システム
• 24M Technologies
• Seeo, Inc.
• Amprius Technologies
• Enevate Corporation
• Excellatron Solid State, LLC
• SolidEnergy Systems