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市場調査レポート
商品コード
1452987
固体電解質の世界市場、2024-2031年Global Solid Electrolyte Market 2024-2031 |
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カスタマイズ可能
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固体電解質の世界市場、2024-2031年 |
出版日: 2024年02月19日
発行: Orion Market Research
ページ情報: 英文 120 Pages
納期: 2~3営業日
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世界の固体電解質市場は、予測期間中(2024-2031年)にCAGR 32.8%の指数関数的な成長が見込まれています。固体電解質は、イオンを伝導することができる非液体物質であり、従来の液体電解質に代わって電池に一般的に採用されています。この移行は、安全性の向上、エネルギー密度の増加、充電の高速化、寿命の延長など、さまざまな利点をもたらします。固体電解質は、電気自動車(EV)、コンシューマーエレクトロニクス製品、エネルギー貯蔵システム、医療機器などに応用され、性能と安全基準の向上に貢献しています。
固体電解質の研究開発活動の拡大
研究開発活動の拡大は、固体電解質市場全体の成長に寄与しています。民間および公的機関による固体電池技術の進歩への投資が材料科学の進歩を促進し、固体電解質材料の改良につながっています。こうした開発により、EVやコンシューマーエレクトロニクスなどさまざまな分野での応用範囲が拡大し、最終的に市場競争力を獲得するための研究開発投資への関心が高まっています。例えば、2023年8月、EV用電池メーカーのSK Onは、より高いリチウムイオン伝導性を持つ先進的な酸化物系固体電解質の共同開発に成功したと発表しました。共同開発した固体電解質は、国内外で特許を取得しており、リチウムイオン伝導率が70%向上し、世界最高レベルの1.7mS/cmに達しました。この技術革新は、導電率を向上させるだけでなく、空気中での安定性も確保するもので、固体電解質技術に大きな進歩をもたらしました。
さらに、製造プロセスの最適化に向けた取り組みにより、従来のリチウムイオン電池に対する競合性が高まっています。利害関係者間の協力により知識交換が促進され、世界的に固体電解質の採用が加速しています。
効率的なエネルギー貯蔵ソリューションへの需要の高まり
エネルギー貯蔵ソリューションに対するニーズの高まりが、固体電解質市場の需要を牽引しています。固体電解質を利用する固体電池は、従来の電池に比べて優れた性能と安全性を提供します。この需要は、コンパクトで効率的なエネルギー貯蔵ソリューションが重要な、グリッド規模の貯蔵、マイクログリッド、住宅アプリケーションなど、さまざまな分野によって推進されています。その結果、固体電解質市場は、エネルギー貯蔵システムにおける固体電池の採用が世界的に増加していることを背景に成長を遂げています。
さらに、世界的にエネルギー貯蔵への投資が増加していることも、市場全体の成長にさらに寄与しています。2022年、世界のバッテリーエネルギー貯蔵への投資は200億米ドルを突破し、グリッドスケールの導入に重点が置かれ、投資総額の65%以上を占めました。この間の力強い成長に続き、バッテリーエネルギー貯蔵への投資は新たなピークに達し、2023年には350億米ドルを超えると予測されています。この軌跡は、現在進行中のプロジェクトと各国政府が設定した野心的な容量目標に後押しされています。
SPEは、高いイオン伝導性、機械的柔軟性、様々な電極材料との相溶性など、有利な特性を兼ね備えているため、固体電解質の世界市場で最大のシェアを占めています。これらの特性により、SPEはEVやコンシューマーエレクトロニクス用の固体電池など、さまざまな用途に適しており、業界を問わず広く採用されています。さらに、SPEの研究開発が進んでいることも、市場全体の成長をさらに促進すると予想されます。例えば、2023年6月、日本の研究チームが酸化還元活性有機負極とプロトン伝導性ポリマー電解質の全固体二次空気電池(SSAB)を開発しました。一般的に認知されているリチウムイオン電池とは対照的に、固体電池は固体電極と固体電解質を使用しており、リチウムイオン電池のさまざまな欠点を解消しています。
自動車産業の拡大が市場成長を牽引
自動車業界では、EVの拡大が固体電解質市場の需要を促進する重要な要因となっています。自動車産業が環境規制を満たすために電気推進に移行しており、高度な電池技術へのニーズが高まっています。固体電解質を利用した固体電池は、従来のリチウムイオン電池に比べて安全性と性能が向上しています。このため、EVに電力を供給する固体電池に不可欠な成分である固体電解質の需要が高まっています。需要の拡大に伴い、大手自動車メーカーも、共同研究や研究開発投資などの戦略を採用することで、固体電極の能力をさらに向上させるための探求に注力しています。
例えば、2023年10月、トヨタと出光は硫化物固体電解質電池技術で提携しました。同社によると、出光とトヨタの合意は、BEV用全固体電池の量産に向けたサプライチェーンの確立を目指したものです。協業では、品質、コスト、リードタイムに留意しながら、硫化物固体電解質の生産プロセスの最適化に焦点を当てる。さらに、量産を可能にする大規模なパイロット施設の建設も計画しています。トヨタは、全固体電池を開発してBEVに搭載し、2027~28年の市場投入を目指す意向です。EVの普及が世界的に進むにつれて、固体電解質の需要も連動して伸び、電池技術のさらなる革新が促進されると予想されます。
世界の固体電解質市場は、北米(米国、カナダ)、欧州(英国、イタリア、スペイン、ドイツ、フランス、その他欧州地域)、アジア太平洋地域(インド、中国、日本、韓国、その他アジア地域)、世界のその他の地域(中東とアフリカ、ラテンアメリカ)を含む地域別にさらに細分化されています。
北米の固体電解質市場は大きく成長する見込み
世界的に見ると、北米の固体電解質市場は様々な極めて重要な要因によって大きく成長すると予想されています。重要な要因の一つは、固体電解質技術の進歩に積極的に関与している様々な学術機関や企業など、確立された研究開発インフラが存在することです。このような環境は、材料技術やアプリケーションの革新を加速させ、世界市場と比較して北米の事業体に競争上の優位性をもたらしています。さらに、北米にはQuantumScapeのようなエレクトロニクスや自動車といった業界の大手企業が存在することも、特に電池や燃料電池における固体電解質の需要に大きく貢献しています。これらの分野では、固体電解質が提供する安全性、安定性、エネルギー効率を特徴とする高性能材料が必要とされます。さらに、クリーンエネルギーと持続可能な技術の促進を目的としたAdvanced Research Projects Agency-Energy(ARPA-E)のような政府の支援イニシアティブは、この地域における固体電解質の採用をさらに強化しています。これらの要因を総合すると、北米の固体電解質市場における成長は、継続的な進歩と商業化の努力によってその地位を維持しています。
Global Solid Electrolyte Market Size, Share & Trends Analysis Report by Type(Inorganic Solid Electrolytes (ISEs), Composite Polymer Electrolytes (CPEs) and Solid Polymer Electrolytes (SPEs)), by Application (Automotive, Consumer Electronics, Energy and Healthcare) Forecast Period (2024-2031)
The global solid electrolyte market is anticipated to grow at an exponential CAGR of 32.8% during the forecast period (2024-2031).A solid-state electrolyte is a non-liquid substance capable of conducting ions, commonly employed in batteries to replace conventional liquid electrolytes. This transition offers various benefits, including improved safety, increased energy density, faster charging, and extended lifespan. Solid-state electrolytes find applications across electric vehicles (EV), consumer electronics, energy storage systems, and medical devices, where they contribute to improved performance and safety standards.
Source: OMR Analysis
Market Dynamics
Growing R&D activities in the solid electrolyte
The expansion of R&D activities is contributing to the overall growth of the solid electrolyte market. Investments in technological advancements of solid-state battery technologies from both private and public organizations are driving progress in material science, resulting in improved solid electrolyte materials. These developments are expanding the application spectrum across various sectors such as EVs and consumer electronics, eventually driving the interest of market players to invest in R&D to gain a competitive edge. For instance, in August 2023, SK On, an EV battery manufacturer, announced the successful co-development of an advanced oxide-based solid electrolyte with higher lithium-ion conductivity. The jointly developed solid-state electrolyte, patented domestically and internationally, exhibits a 70% improvement in lithium-ion conductivity, reaching a world-leading level of 1.7 mS/cm. This innovation not only improves conductivity but also ensures air stability, marking a significant advancement in solid electrolyte technology.
Additionally, efforts to optimize manufacturing processes are increasing competitiveness against traditional lithium-ion batteries. Collaboration among stakeholders is fostering knowledge exchange, accelerating the adoption of solid electrolytes globally.
Growing demand for efficient energy storage solutions
The rising need for energy storage solutions drives demand for the solid electrolyte market. Solid-state batteries, which utilize solid electrolytes, offer superior performance and safety compared to traditional batteries. This demand is driven by various sectors, including grid-scale storage, microgrids, and residential applications, where compact and efficient energy storage solutions are important. As a result, the solid electrolyte market is experiencing growth driven by the increasing adoption of solid-state batteries in energy storage systems worldwide.
Additionally, growing investment in energy storage globally has further contributed to overall market growth. In 2022, worldwide investment in battery energy storage surpassed $20 billion, with a predominant focus on grid-scale deployment, accounting for over 65% of total spending. Following robust growth during this period, investment in battery energy storage is projected to reach a new peak, surpassing $35 billion in 2023. This trajectory is driven by ongoing projects in the pipeline and ambitious capacity targets established by governments.
Annual grid-scale battery storage additions, 2017-2022
Source: International Energy Agency (IEA)
Market Segmentation
Among the types, SPEs hold the largest share in the global solid electrolyte market due to their favorable combination of properties, including high ionic conductivity, mechanical flexibility, and compatibility with various electrode materials. These attributes make SPEs suitable for various applications, such as solid-state batteries for EVs and consumer electronics, driving their widespread adoption across industries. Additionally, ongoing R&D in SPEs is further expected to propel overall market growth. For instance, in June 2023, a Japanese research team created an all-solid-state rechargeable air battery (SSAB) of a redox-active organic negative electrode and a proton-conductive polymer electrolyte. Solid-state batteries, as opposed to the more popularly recognized lithium-ion batteries, use solid electrodes and solid electrolytes which eliminates various disadvantages of Li-ion batteries.
Automotive Industry Expansion is Driving Market Growth
In the automotive industry, the expansion of EVs is a key factor propelling the demand for the solid electrolyte market. With the automotive industry transitioning toward electric propulsion to meet environmental regulations, there is a growing need for advanced battery technologies. Solid-state batteries, utilizing solid electrolytes, offer improved safety and performance compared to traditional lithium-ion batteries. This drives the demand for solid electrolytes, which are essential components in solid-state batteries powering EVs. With growing demand, major automakers are also focusing on exploring the capabilities of solid electrodes to further improvements by adopting strategies such as collaboration, and R&D investments among others.
For instance, in October 2023, Toyota and Idemitsu collaborated on sulfide solid electrolyte battery technology. According to the company, the agreement between Idemitsu and Toyota aimed to establish a supply chain for mass-producing all-solid-state batteries for BEVs. The collaboration focuses on optimizing the production process of sulfide solid electrolytes, with attention to quality, cost, and lead times. Additionally, they plan to construct a large pilot facility to enable mass production. Toyota intends to develop all-solid-state batteries and incorporate them into BEVs, aiming for market launch by 2027-28.As EV adoption continues to rise globally, the demand for solid electrolytes is expected to grow in tandem, fostering further innovation in battery technology.
The global solid electrolyte market is further segmented based on geography including North America (the US, and Canada), Europe (UK, Italy, Spain, Germany, France, and the Rest of Europe), Asia-Pacific (India, China, Japan, South Korea, and Rest of Asia), and the Rest of the World (the Middle East & Africa, and Latin America).
The North American Solid Electrolyte market is Expected to Grow Significantly
Globally, the North American solid electrolyte market is expected to grow significantly due to various pivotal factors. One of the key factors is the presence of well-established R&D infrastructure, including various academic institutions and corporations actively involved in advancing solid electrolyte technologies. This environment accelerates innovation in material technology and applications, providing North American entities with a competitive advantage as compared to the global market. Additionally, the presence of major players in industries like electronics and automotive within North America such as QuantumScape contributes significantly to the demand for solid electrolytes, particularly in batteries and fuel cells. These sectors require high-performance materials characterized by safety, stability, and energy efficiency, qualities that solid electrolytes offer. Moreover, supportive governmental initiatives such as Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E) which are aimed at promoting clean energy and sustainable technologies further strengthen the adoption of solid electrolytes in the region. Collectively, these factors establish North America's growth in the solid electrolyte market, with ongoing advancements and commercialization efforts sustaining its position.
The major companies serving the global solid electrolyte market include Addionics Ltd., Ampcera Inc., Blue Solutions S.A.S., and Empower Materials among others. The market players are increasingly focusing on business expansion and product development by applying strategies such as collaborations and investing in increasing manufacturing capabilities and R&D to stay competitive in the market. For instance, in June 2023, Idemitsu Kosan Co., Ltd. Announced plans to boost production capacity at Plant 1, which launched in November 2021 and aims to complete small pilot facilities for solid electrolytes within fiscal 2024. This expansion is geared towards increasing the usage of all-solid-state lithium-ion rechargeable batteries. The company aims to provide a steady supply of solid electrolytes to car/battery manufacturers and other entities involved in developing all-solid-state batteries.