リチウム硫黄電池の世界市場規模は、2023年の3,200万米ドルから2028年には2億900万米ドルまで、2023年から2028年までのCAGRは45.6%で成長する見込みです。リチウム硫黄電池市場の成長を後押ししている要因はいくつかあります。例えば、この製品を商品化するための研究開発が複数のメーカーや技術開発者によって進められています。また、さまざまな研究機関も電池の安全性と性能を高めるための研究活動を行っています。さらに、さまざまなEVメーカーもこの技術に投資し、EVで試作品を評価し、製品化を進めています。
市場動向
原動力：リチウム硫黄電池の実用化に向けた研究開発活動の活発化
数多くのメーカーや研究機関が、リチウム硫黄電池の耐久性と安全性を高めるための研究開発に積極的に取り組んでいます。クリーンなエネルギーソリューションの導入に向けた世界的なシフトに伴い、多様な電池化学物質を探求する電池メーカーによる研究開発努力が顕著に増加しています。このような積極的なアプローチは、電池技術を進歩させ、よりクリーンなエネルギー環境の需要に適合させるとともに、厳しい安全要件を満たすことを目的としています。理論上、リチウム硫黄電池のエネルギー密度は、市場で入手可能な他の電池化学物質と比較して極めて高いため、様々なメーカーがこの電池の商業化に積極的に投資しています。
制約事項 リチウム硫黄電池の技術的欠点
リチウム-硫黄（Li-S）電池は、高エネルギー密度のアプリケーションに大きな期待を寄せていますが、実装を成功させるために克服しなければならないいくつかの技術的な課題にも直面しています。この課題に取り組むには、材料設計、電解液の安定性、電極構造の進歩が必要であり、これらはすべて、エネルギー貯蔵においてリチウム硫黄電池の可能性を最大限に引き出すために不可欠です。リチウム硫黄電池に関連する主な問題は、ポリサルファイド・シャトル効果、リチウムのデンドライト形成、正極の膨張と故障、充電時の熱です。
可能性 他の技術に対するリチウム硫黄電池の利点
リチウム硫黄電池は、理論的には市場に存在する他の電池化学物質よりも高いエネルギー密度を有しています。化石燃料からの脱却が進むにつれ、リチウムイオン技術固有の限界を超える電池の開発が必須となります。リチウムイオンを超える先進的な選択肢の中でも、リチウム硫黄電池は際立っています。リチウム硫黄電池では、リチウムイオン電池の従来の金属リッチな正極を、経済的に入手可能な硫黄元素で置き換えます。この転換により、同じ重量で容量が5倍増加する可能性があり、広く使用されているリチウムイオン電池の材料と比べて大幅に進歩します。硫黄を利用することで、よりコスト効率の高い資源を使用した軽量セルの製造が可能になり、ニッケルやコバルトの生産に関連する環境や社会的な懸念に対処することができます。
課題 リチウム硫黄電池の製造に伴う複雑さ
リチウム-硫黄電池の製造は、この技術に固有のいくつかの技術的な欠点により、重大な課題を突きつけられています。Li-S電池は理論的なエネルギー密度が高く、電気自動車や携帯電子機器などさまざまな用途に適しています。しかし、その実用化は、導電性の低さ、体積膨張、中間ポリサルファイドの溶解など、硫黄正極に関する問題などのハードルに直面しています。さらに、Li-S電池の生産を既存のリチウムイオン（Li-ion）製造設備に統合するには、大幅なプロセスの変更と最適化が必要なため、複雑です。Li-ionからLi-Sへの移行には、硫黄系特有の化学的性質に対応するために、独特の材料相互作用に対処し、製造技術を調整する必要があります。研究者がこれらの課題の克服に取り組む一方で、Li-S電池の製造プロセスは依然として開発中であり、この有望なエネルギー貯蔵技術の可能性を最大限に活用するための努力が続けられていることを物語っています。
この市場で著名な企業には、PolyPlus Battery Company（米国）、NexTech Batteries Inc.（米国）、Li-S Energy Limited（オーストラリア）、Lyten, Inc. これらの企業は、プロトタイプを開発し、さまざまな用途でテストするために、厳格な研究開発活動に取り組んでいます。このほか、Theion GmbH（ドイツ）、Gelion plc（オーストラリア）、Graphene Batteries AS（ノルウェー）など、この市場で事業を展開している主要企業が数社あります。
予測期間中、最も高いCAGRで成長すると予想される固体タイプセグメント。
固体リチウム硫黄電池は固体電解質システムを利用するため、液体電解質やセパレーターの必要性がありません。期待される利点としては、安全性の向上、寿命の延長、他のものと比べてエネルギー密度が高くなる可能性などが挙げられます。この革新的な電池設計は、従来の液体電解質を固体電解質に置き換えることで、可燃性の有機液体電解質やセパレータへの依存を軽減し、安全対策を強化します。この革新的なアプローチにより、固体リチウム硫黄電池は、予測期間中、さまざまな用途で使用される最も安全で効率的な電池タイプの1つに位置付けられています。
電力用途の市場は、予測期間中に大幅なCAGRで成長すると予測されています。”
リチウム硫黄電池は、電力分野での大規模なエネルギー貯蔵と変換に大きな可能性を秘めています。これらの電池は、高いエネルギー密度と低コストの特性を備えており、定置型電気エネルギー貯蔵の有力な選択肢となっています。硫黄が広く入手可能で低コストであることが、大規模エネルギー貯蔵用途におけるリチウム硫黄電池の可能性を高めています。エネルギー貯蔵市場が拡大を続ける中、リチウム硫黄電池の優れた特性は、次世代のエネルギー貯蔵システムの有望な候補として位置づけられています。さらに、現在進行中の研究開発努力は、電力分野での幅広い応用を可能にするために、これらの電池の課題に取り組み、技術的な準備態勢を進めることに重点を置いています。
アジア太平洋市場は、中国、日本、韓国、インド、その他のアジア太平洋地域に区分されています。この地域は、複数のリチウムイオン電池メーカーが存在する主要な電池製造拠点です。そのため、電池産業における高い専門知識は、この地域で新しく登場する電池技術の繁栄に役立つでしょう。さらに、アジア太平洋地域ではEVの普及とバッテリー製造が急増しています。中国やインドなどの国々がEVへの移行を主導しているため、高性能でエネルギー密度の高い電池の需要が急増しています。エネルギー密度と航続距離の大幅な向上が期待できるリチウム硫黄電池は、今後数年間でこの需要に対応するのに適しています。
中国はリチウム硫黄電池市場で極めて重要な役割を果たしており、いくつかの重要な要因から重要な国として浮上しています。リチウム電池製造の世界的な主要拠点として知られる中国は、確立された専門知識とインフラを有し、リチウム硫黄電池の開発と生産に強固な基盤を提供しています。EVの普及に戦略的に注力する同国は、世界市場の最前線に押し上げられ、高性能バッテリーへの大きな需要を育んでいます。世界最大のEV市場の1つとして、同国におけるリチウム硫黄電池技術の成長にとって絶好の機会となっています。
主要企業
PolyPlus Battery Company（米国）、NexTech Batteries Inc.（米国）、Li-S Energy Limited（オーストラリア）、Lyten, Inc.（米国）、Zeta Energy LLC（米国）、Theion GmbH（ドイツ）、Gelion plc（オーストラリア）、Rechargion Energy Private Limited（インド）、Giner Inc.
この調査レポートは、リチウム硫黄電池市場をコンポーネント、タイプ、容量、用途、地域別に分類しています。
セグメント
サブセグメント
コンポーネント別
正極
負極
電解液
その他の成分
タイプ別
液体
半固体
固体
容量別
500mAh以下
501mAh～1,000mAh
1,000mAh以上
用途別
航空宇宙
自動車・輸送機器
コンシューマー・エレクトロニクス
電力
医療
地域別
北米
米国
カナダ
メキシコ
欧州
ドイツ
英国
フランス
その他のヨーロッパ
アジア太平洋
中国
日本
インド
韓国
その他のアジア太平洋地域
その他の地域
GCC
南米
その他の中東・アフリカ
2023年5月、ステランティス社（Stellantis N.V.）とライテン社（Lyten, Inc.）は、ステランティス社のコーポレート・ベンチャー・ファンドであるステランティス・ベンチャーズ（Stellantis Ventures）が、モビリティ分野におけるライテン3Dグラフェン応用の商業化を促進するために、ライテン社に投資を行ったことを明らかにしました。この協業は、LytCellリチウム硫黄EV電池、軽量複合材料、革新的な車載センシング技術の開発を含みます。
2023年4月、Li-S Energy、V-TOL Aerospace、Halocellは、成層圏飛行用のバッテリー技術、太陽電池、ドローン設計を組み合わせたオーストラリア製HALEドローンを開発する契約を締結しました。プロトタイプのドローンは、Li-S Energyのリチウム硫黄電池、Halocellのペロブスカイト太陽電池、V-TOLのPegasus機体設計を採用し、長時間飛行を実現する予定。
2022年7月、NexTech Batteries Inc.と電気自動車製造の新興企業であるMullen Technologies, Inc.は戦略的提携を発表しました。
【目次】
1 はじめに （ページ – 24）
1.1 調査目的
1.2 市場の定義
1.3 対象と除外
1.4 調査範囲
1.4.1 対象市場
図1 リチウム硫黄電池：市場細分化
1.4.2 地域範囲
1.4.3 考慮した年数
1.5 通貨
1.6 単位
1.7 利害関係者
1.8 景気後退の影響
2 研究方法 （ページ – 29）
2.1 調査手法
図 2 リチウム硫黄電池市場：調査デザイン
2.1.1 二次調査および一次調査
図3 リチウム硫黄電池市場：調査アプローチ
2.1.2 二次データ
2.1.2.1 主要な二次情報源のリスト
2.1.2.2 二次資料からの主要データ
2.1.3 一次データ
2.1.3.1 主要インタビュー参加者リスト
2.1.3.2 一次資料からの主要データ
2.1.3.3 主要な業界インサイト
2.1.3.4 一次データの内訳
2.2 市場規模の推定
2.2.1 ボトムアップアプローチ
2.2.1.1 ボトムアップ分析（需要側）による市場規模導出のアプローチ
図4 リチウム硫黄電池市場：ボトムアップアプローチ
2.2.2 トップダウンアプローチ
2.2.2.1 トップダウン分析による市場規模導出のアプローチ（供給側）
図5 リチウム硫黄電池市場：トップダウンアプローチ
図6 リチウム硫黄電池市場：市場規模推定手法
2.3 データ三角測量
図7 データ三角測量
2.4 調査の前提
2.5 調査の限界
2.6 調査対象市場への景気後退の影響を分析するために考慮したパラメータ
2.7 リスク評価
3 経済サマリー（ページ数 – 41）
図8 リチウム硫黄電池市場、2020～2028年（百万米ドル）
図9 固体タイプセグメントが予測期間を通じて最も高いCAGRを示す
図 10：2028 年には 1,000 mah 以上のセグメントが最大の市場シェアを占める見込み
図11 コンシューマーエレクトロニクス用途が予測期間中最も高いCAGRを示す
図 12 予測期間中、リチウム硫黄電池の世界市場で最も高い CAGR を記録するのはアジア太平洋地域
4 PREMIUM INSIGHTS (ページ – 45)
4.1 リチウム硫黄電池市場におけるプレーヤーにとっての魅力的な成長機会
図 13 市場成長を促進する研究開発イニシアティブへの投資の増加
4.2 リチウム硫黄電池市場、容量別
図14 2028年には1,000 mah以上の容量が最大市場シェアを占める見込み
4.3 リチウム硫黄電池市場：用途別
図15 2028年に最大の市場シェアを確保するのは航空宇宙分野
4.4 北米のリチウム硫黄電池市場：容量別、国別
図 16 2028 年には 1,000 mah 以上セグメントと米国が北米リチウム硫黄電池市場で最大シェアを確保
4.5 リチウム硫黄電池市場（国別
図 17 中国が予測期間中に最も高い CAGR を示す
5 市場概観（ページ – 48）
5.1 はじめに
5.2 市場ダイナミクス
図 18 世界のリチウム硫黄電池市場のダイナミクス
5.2.1 推進要因
5.2.1.1 リチウム硫黄電池の実用化に向けた研究開発活動の活発化
5.2.1.2 硫黄材料の豊富さ
5.2.1.3 他の電池よりも高いエネルギー密度
表1 リチウムイオン電池とリチウム硫黄電池の比較
5.2.1.4 高い耐久性による航空宇宙分野での需要の増加
図 19 リチウム硫黄電池市場：促進要因の影響分析
5.2.2 阻害要因
5.2.2.1 リチウム硫黄電池の技術的欠点
図 20 リチウム硫黄電池市場：阻害要因の影響分析
5.2.3 機会
5.2.3.1 EVとプラグインハイブリッド電気自動車の人気の高まり
図21 EV車の世界在庫データ（2018～2022年
図22 リチウム硫黄電池市場：機会の影響分析
5.2.4 課題
5.2.4.1 リチウム硫黄電池に関連する製造の複雑さ
図23 リチウム硫黄電池市場：課題の影響分析
5.3 バリューチェーン分析
図24 リチウム硫黄電池市場：バリューチェーン分析
5.4 エコシステム分析
図25 リチウム硫黄電池市場：エコシステム分析
表2 リチウム硫黄電池エコシステムにおける企業とその役割
5.5 価格分析
5.5.1 リチウムイオン電池の平均販売価格（ASP）の動向
図26 リチウムイオン電池パックとセルの平均販売価格（ASP）動向（2013～2022年
5.5.2 リチウム硫黄電池の指標価格分析
表3 リチウム硫黄電池の指標価格分析動向
5.5.3 主要企業が提供するリチウム硫黄電池の指標的価格分析
図 27 主要プレーヤーによるリチウム硫黄電池の価格分析
表4 主要企業が提供するリチウム硫黄電池の指標価格分析
5.5.4 地域別の指標価格分析
表5 地域別の指標価格分析
5.6 顧客のビジネスに影響を与える傾向／混乱
図28 顧客のビジネスに影響を与えるトレンド／混乱
5.7 技術分析
5.7.1 リチウム金属電池
5.7.2 ナトリウム硫黄電池
5.7.3 固体電池
5.7.4 リチウムシリコン電池
5.8 ポーターズファイブフォース分析
表 6 リチウム硫黄電池市場：ポーターのファイブフォース分析
図 29 リチウム硫黄電池市場：ポーターの5つの力分析
5.8.1 供給者の交渉力
5.8.2 買い手の交渉力
5.8.3 新規参入の脅威
5.8.4 代替品の脅威
5.8.5 競合の激しさ
5.9 主要ステークホルダーと購買基準
5.9.1 購入プロセスにおける主要ステークホルダー
図30 上位3つのアプリケーションの購買プロセスにおける関係者の影響力
表7 上位3産業の購買プロセスにおける関係者の影響力
5.9.2 購入基準
図31 上位3アプリケーションの主な購買基準
表 8 上位 3 つの用途における主な購買基準
5.10 ケーススタディ分析
5.10.1 リチウム電池のゼロ次元モデルを開発したインペリアル・カレッジ・ロンドン
5.10.2 ケンブリッジ大学、リチウム電池の比エネルギー、安全性、質量密度を改善する研究開発を実施
5.10.3 USC がエネルギー貯蔵用の新しい設計でリチウム硫黄電池を改良
5.11 貿易分析
図32 HSコード850650に準拠したリチウム電池とバッテリーの輸入データ（使用済みを除く）（主要国別、2018～2022年
図33 HSコード850650に準拠したリチウム電池とバッテリーの輸出データ（使用済み除く）、主要国別、2018～2022年
5.12 特許分析、2022～2023年
図 34 過去 10 年間の特許出願件数上位 10 社
表9 米国における過去10年間の特許所有者上位20社
図 35 2013 年から 2022 年までに付与された年間特許数
表 10 リチウム硫黄電池市場：特許リスト（2022～2023 年
5.13 主要会議とイベント（2023～2024年
表11 リチウム硫黄電池市場：会議・イベント一覧
5.14 規制情勢と規格
5.14.1 規制機関、政府機関、その他の団体
表12 北米：規制機関、政府機関、その他の団体一覧
表13 欧州：規制機関、政府機関、その他の組織のリスト
表14 アジア太平洋地域：規制機関、政府機関、その他の組織のリスト
表15 行：規制機関、政府機関、その他の組織のリスト
5.14.2 規格
表16 リチウム硫黄電池の規格
6 リチウム-硫黄電池に使用される部品 (ページ – 76)
6.1 はじめに
図 36 リチウム-硫黄電池に使用される部品
6.2 中心電極
6.3 アノード
6.4 電解液
6.5 その他の部品
7 リチウム硫黄電池市場, タイプ別 (ページ – 78)
7.1 導入
図 37 リチウム硫黄電池市場：タイプ別
図 38 固体分野が予測期間中に最も高い CAGR を記録
表 17 リチウム硫黄電池市場：タイプ別、2020 年～2022 年（百万米ドル）
表 18 リチウム硫黄電池市場：タイプ別、2023～2028 年（百万米ドル）
7.2 液体
7.2.1 他のリチウムイオン電池よりも優れたエネルギー密度を達成できることが、この分野の成長を促進
7.3 セミソリッド
7.3.1 半固体「カップケーキ」電解質の導入がセグメント成長を促進
7.4 ソリッド
7.4.1 安全性の向上と寿命延長が需要を加速
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