リチウム空気電池市場規模・シェア分析 – 成長動向と予測 (2025-2030年)
グローバルリチウム空気電池市場は、エンドユーザー（自動車、家庭用電化製品、エネルギー貯蔵、その他用途）および地域（北米、アジア太平洋、欧州、中東・アフリカ、南米）別にセグメント化されています。
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リチウム空気電池市場の概要
リチウム空気電池市場は、予測期間（2025年～2030年）において5.5%を超える年平均成長率（CAGR）を記録すると予測されています。この市場は、エンドユーザー（自動車、家電、エネルギー貯蔵、その他の用途）および地域（北米、アジア太平洋、ヨーロッパ、中東・アフリカ、南米）によって区分されています。
市場の主要動向と洞察
1. 自動車セグメントが市場で大きなシェアを占める
輸送による輸入石油への依存度低減と排出ガス削減の必要性から、電気自動車（EV）の開発が促進されています。世界各国の政府もEVの普及を推進しており、価格の大幅な引き下げやEVの車種増加など、様々な施策が講じられています。
従来のリチウムイオン電池は、1回の充電サイクルで約100マイルの走行距離を提供しますが、EV製造においては高コストと見なされています。これに対し、革新的なリチウム空気電池は、より安価で高性能な特性を提供するため、自動車産業で注目を集めています。例えば、2022年1月には、日本の物質・材料研究機構（NIMS）とソフトバンク株式会社の研究者らが、現在のリチウムイオン電池よりも大幅に高い500Wh/kgを超えるエネルギー密度を持つリチウム空気電池の開発を発表しました。
世界の電気自動車の台数は、急速な成長を経て2020年末には1,000万台に達しました。国際エネルギー機関（IEA）によると、2020年の電気自動車の登録台数は41%増加しており、これがリチウム空気電池の需要を牽引すると予想されています。また、2020年末の世界の電気自動車保有台数は1,121万台に達し、そのうち中国が540万台と大きなシェアを占めています。このように、電気自動車保有台数の増加は、将来的にリチウム空気電池の需要を促進するでしょう。
マサチューセッツ工科大学（MIT）の研究では、リチウム空気電池と亜鉛空気電池が、EV用途の次世代二次電池として最も適した代替品であることが示されています。さらに、サムスン先端技術研究所（SAIT）は、全固体電池やリチウム空気電池技術など、次世代LIB電極材料およびポストリチウムイオン電池システムの研究に積極的に取り組んでおり、これによりEVの走行距離が従来の車両と同等になることが期待されています。同様に、トヨタやIBMなどの企業も、技術進歩に基づく高い研究開発活動への投資を通じて、EV向けのリチウム空気電池開発に強い関心を示しています。
2. 北米が市場を支配すると予想される
北米は2020年に市場で大きなシェアを占めました。スマートフォン、スマートウェアラブル、スマート家電などの家電製品や電子機器におけるリチウム空気電池の普及拡大は、この地域における世界のリチウム空気電池市場に莫大な成長機会をもたらすでしょう。
薄型、小型、高性能なバッテリー製品に対する消費者の需要の高まりは、スマートデバイス、ノートパソコン、コンピューターなどにおけるリチウム空気電池の応用を促進しています。
米国における電気バッテリー駆動車は、一般的な新型ガソリン車よりも地球温暖化ガスの排出量が少ないです。しかし、電気自動車のコストは、主にバッテリーの追加コストにより、内燃機関（ICE）車よりも高価なままです。しかし、技術開発とバッテリーコストの削減、効率化の方法が進むことで、この地域におけるリチウム空気電池の需要は増加するでしょう。
リチウム空気電池の高いエネルギー密度は、グリッドでの使用に拡張可能なエネルギー貯蔵システム開発に必要なコストを削減すると予測されています。例えば、イリノイ大学シカゴ校と米国エネルギー省（DOE）アルゴンヌ国立研究所は、多数の充電・放電サイクルにわたって空気で動作する、リチウムイオン電池を超える新しい電池セルの設計を開発しました。
競争環境
リチウム空気電池市場は、Poly Plus Battery Co.、Mullen Technologies Inc.、Lithium Air Industries, Inc.、Tesla, Inc.など、現在市場に関与している少数のプレーヤーによって統合されています。
最近の業界動向
* 2022年1月：MIT、ハーバード大学、コーネル大学の研究者らが、リチウム空気電池の主要部品の分解の原因となる可能性のある謎の分子、すなわち超酸化リチウムを単離し、研究する方法を発見したと発表しました。
* 2021年12月：E-wasteリサイクル企業Atteroは、既存のリチウムイオン電池リサイクル能力を2022年末までに11倍の11,000トンに増強するため、30億ルピーを投資する計画を発表しました。（注：これはリチウムイオン電池のリサイクルに関するもので、リチウム空気電池の開発に直接関連するものではありません。）
以上が、リチウム空気電池市場の概要、主要な市場動向、競争環境、および最近の業界動向に関する詳細なまとめです。
本レポートは、グローバルリチウム空気電池市場に関する詳細な分析を提供しています。
1. 調査範囲と目的
本調査は、リチウム空気電池市場の範囲、市場定義、および調査の前提を明確にしています。市場の全体像を把握し、将来の動向を予測することを目的としています。
2. エグゼクティブサマリーと調査方法
レポートは、主要な調査結果をまとめたエグゼクティブサマリーから始まり、その後の詳細な分析の基礎となる調査方法論について説明しています。
3. 市場概要
市場概要では、以下の主要な側面が分析されています。
* 市場規模と需要予測: 2027年までの市場規模と需要予測が米ドル建てで示されています。
* リチウム空気電池とリチウムイオン電池の比較分析: 両技術の比較を通じて、リチウム空気電池の優位性や課題が明らかにされています。
* 最近のトレンドと発展: 市場に影響を与える最新の技術動向やビジネス展開が詳述されています。
* 政府の政策と規制: 市場成長に影響を与える政府の政策や規制環境が分析されています。
* 市場ダイナミクス: 市場の成長を促進する「推進要因」と、成長を阻害する「抑制要因」が特定されています。
* サプライチェーン分析: 供給者の交渉力、消費者の交渉力、新規参入の脅威、代替製品・サービスの脅威、競争の激しさといったポーターの5フォース分析を通じて、サプライチェーンの構造が評価されています。
4. 市場セグメンテーション
市場は以下の主要なセグメントに分類され、詳細な分析が行われています。
* エンドユーザー別:
* 自動車
* 家電製品
* エネルギー貯蔵
* その他のアプリケーション
* 地域別:
* 北米
* アジア太平洋
* ヨーロッパ
* 南米
* 中東・アフリカ
5. 競争環境
競争環境のセクションでは、市場における主要企業の活動が分析されています。
* 合併・買収、合弁事業、提携、契約: 企業間の戦略的な動きが調査されています。
* 主要企業が採用する戦略: 市場リーダーが競争優位を確立するために採用している戦略が分析されています。
* 企業プロファイル: Mullen Technologies Inc.、Tesla Inc.、Lithium Air Industries Inc.、Poly Plus Battery Companyなどの主要企業のプロファイルが提供されています（リストは網羅的ではありません）。
6. 市場機会と将来のトレンド
レポートは、市場における新たな機会と将来のトレンドを特定し、今後の市場の方向性を示唆しています。
主要な調査結果
本レポートで回答される主要な質問と、その回答は以下の通りです。
* 現在のリチウム空気電池市場規模: 予測期間（2025年～2030年）において、年平均成長率（CAGR）は5.5%を超えると予測されています。
* 主要な市場プレイヤー: Mullen Technologies, Inc.、Tesla, Inc.、Poly Plus Battery Co.、Lithium Air Industries, Inc.が主要企業として挙げられています。
* 最も成長の速い地域: アジア太平洋地域が予測期間（2025年～2030年）において最も高いCAGRで成長すると推定されています。
* 最大の市場シェアを持つ地域: 2025年には北米がリチウム空気電池市場で最大の市場シェアを占めるとされています。
* レポートの対象期間: 過去の市場規模は2020年、2021年、2022年、2023年、2024年をカバーし、市場規模の予測は2025年、2026年、2027年、2028年、2029年、2030年を対象としています。
本レポートは、2024年10月24日に最終更新されました。
1. はじめに
- 1.1 調査範囲
- 1.2 市場定義
- 1.3 調査の前提条件
2. エグゼクティブサマリー
3. 調査方法
4. 市場概要
- 4.1 はじめに
- 4.2 2027年までの市場規模と需要予測（10億米ドル）
- 4.3 リチウム空気電池とリチウムイオン電池技術の比較分析
- 4.4 最近の動向と発展
- 4.5 政府の政策と規制
- 4.6 市場のダイナミクス
- 4.6.1 推進要因
- 4.6.2 阻害要因
- 4.7 サプライチェーン分析
- 4.7.1 サプライヤーの交渉力
- 4.7.2 消費者の交渉力
- 4.7.3 新規参入の脅威
- 4.7.4 代替製品およびサービスの脅威
- 4.7.5 競争の激しさ
5. 市場セグメンテーション
- 5.1 エンドユーザー
- 5.1.1 自動車
- 5.1.2 家庭用電化製品
- 5.1.3 エネルギー貯蔵
- 5.1.4 その他の用途
- 5.2 地域
- 5.2.1 北米
- 5.2.2 アジア太平洋
- 5.2.3 ヨーロッパ
- 5.2.4 南米
- 5.2.5 中東・アフリカ
6. 競争環境
- 6.1 合併・買収、合弁事業、提携、契約
- 6.2 主要企業が採用する戦略
- 6.3 企業プロファイル
- 6.3.1 テスラ社
- 6.3.2 マレン・テクノロジーズ社
- 6.3.3 リチウムエア・インダストリーズ社
- 6.3.4 ポリプラスバッテリー社
- *リストは網羅的ではありません
7. 市場機会と将来のトレンド
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リチウム空気電池は、次世代の革新的な蓄電池として世界中で研究開発が進められている技術でございます。その理論上のエネルギー密度は、現在の主流であるリチウムイオン電池をはるかに凌駕し、ガソリンに匹敵するとも言われるほどで、電気自動車（EV）の航続距離を飛躍的に伸ばす可能性を秘めております。
まず、リチウム空気電池の定義についてご説明いたします。リチウム空気電池は、負極に金属リチウムを、正極に空気中の酸素を利用する二次電池です。放電時には、負極のリチウムが酸化されてリチウムイオンを放出し、正極では空気中の酸素が還元されてリチウムイオンと結合し、酸化リチウム（Li2O）や過酸化リチウム（Li2O2）といった固体生成物を形成します。充電時にはこの逆反応が起こり、リチウムイオンが負極に戻り、酸素が正極から放出されます。この「空気中の酸素」という、ほぼ無限に存在する物質を正極活物質として利用するため、正極材料の重量や体積を大幅に削減でき、結果として極めて高いエネルギー密度を実現できる点が最大の特徴でございます。
次に、リチウム空気電池の種類についてです。主に電解液の種類によって分類されます。
一つ目は「非水系リチウム空気電池」です。これは有機溶媒をベースとした電解液を使用するもので、最も活発に研究が進められています。リチウム金属と電解液の安定性、酸素還元反応の効率、そして副反応の抑制が重要な課題となります。
二つ目は「水系リチウム空気電池」です。水性電解液を使用するため、酸素還元反応が速く、高い出力が期待できます。しかし、リチウム金属が水と激しく反応するため、負極を固体電解質膜などで保護する必要があります。
三つ目は「混合系（ハイブリッド）リチウム空気電池」です。これは、リチウム負極側を非水系電解液で、空気極側を水系電解液で構成し、両者をリチウムイオン伝導性の固体電解質膜で隔てる方式です。水系と非水系の利点を組み合わせることで、それぞれの課題を克服しようとするアプローチです。
四つ目は「全固体リチウム空気電池」です。電解液を固体電解質に置き換えることで、液漏れや発火のリスクを低減し、安全性の向上を目指します。しかし、固体電解質のリチウムイオン伝導性や、電極との界面抵抗の低減が大きな技術的課題となっています。
リチウム空気電池の主な用途としては、その圧倒的なエネルギー密度から、まず「電気自動車（EV）」が挙げられます。現在のリチウムイオン電池では達成が難しい長距離走行を可能にし、EVの普及を加速させる切り札となることが期待されています。また、軽量・高エネルギー密度という特性は、「ドローン」や「航空機」の飛行時間延長にも貢献します。さらに、「ポータブル電子機器」の長時間駆動や、「定置型蓄電池」としての再生可能エネルギー貯蔵など、幅広い分野での応用が考えられます。
関連技術としては、いくつかの重要な要素がございます。
まず「触媒」です。空気極での酸素還元反応（ORR）と酸素発生反応（OER）の効率を高めるために、貴金属（白金、ルテニウム酸化物など）や非貴金属（マンガン酸化物、コバルト酸化物、炭素材料など）の高性能触媒の開発が不可欠です。
次に「電解液」です。非水系では、リチウム金属や空気極生成物との副反応を抑制し、高いイオン伝導性と酸素溶解度を持つ安定した電解液が求められます。固体電解質系では、高いリチウムイオン伝導性とリチウム金属との安定性を両立する材料（酸化物系、硫化物系、ポリマー系など）の開発が鍵となります。
「空気極構造」も重要です。酸素の効率的な供給、反応生成物の貯蔵スペースの確保、そして電子伝導性の維持を可能にする多孔質炭素材料や金属酸化物ナノ構造などの設計が研究されています。
また、「リチウム負極保護技術」も欠かせません。リチウム金属は充放電を繰り返すとデンドライト（樹枝状結晶）が形成されやすく、これが短絡や安全性低下の原因となるため、人工SEI膜や固体電解質膜、3D構造負極などによる保護技術が開発されています。
これらの技術は、リチウムイオン電池やリチウム硫黄電池といった他の次世代電池の研究とも密接に関連しており、相互に知見が活用されています。
市場背景としましては、リチウム空気電池は現在、基礎研究および応用研究の段階にあり、実用化にはまだ多くの技術的課題が残されています。しかし、地球温暖化対策やエネルギー問題の解決に向けて、高効率なエネルギー貯蔵技術の需要は世界的に高まっており、特にEV市場の拡大は、リチウム空気電池のような革新的な電池技術への期待を一層高めています。
主な課題としては、「サイクル寿命」の短さが挙げられます。放充電を繰り返すことで、空気極での副反応生成物の蓄積、電解液の分解、リチウム負極のデンドライト形成などにより、性能が急速に劣化します。また、「出力特性（レート特性）」も課題で、高速での充放電が難しい現状があります。さらに、リチウム金属の反応性や有機電解液の可燃性による「安全性」の確保、触媒や材料の「コスト」、そして空気中の水分や二酸化炭素が電池性能に悪影響を与えるため、これらに対する「耐性向上」も重要な課題でございます。
将来展望としましては、これらの課題を克服するための研究開発が精力的に進められています。特に、高性能かつ安価な非貴金属触媒の開発、安定性の高い固体電解質の探索、リチウム負極のデンドライト形成を抑制する技術、そして空気極の構造最適化と反応生成物の制御技術が、今後の実用化に向けた重要な研究方向となります。
リチウム空気電池が実用化されれば、エネルギー貯蔵の分野に革命的な変化をもたらし、EVの航続距離の延長、ドローンの長時間飛行、再生可能エネルギーの効率的な貯蔵など、多岐にわたる産業に計り知れないインパクトを与えるでしょう。現時点では2030年代以降の実用化が期待されていますが、技術的なブレークスルーが不可欠であり、今後の研究開発の進展が注目されます。