こうした中、リチウムイオン電池の負極材料を開発する「星科源新材料科技」（以下、星科源）がこのほど、追加のエンジェルラウンドで元禾原点（Oriza Seed）から数千万元（数億円超）を調達した。資金は主に次世代製品の研究開発および大規模量産体制の構築に充てられる。

星科源は2022年1月に設立され、リチウムイオン電池向けのシリコン・カーボン負極材の製造・研究開発に注力しており、次世代の全固体電池に活用できるナノシリコン技術の蓄積も進めている。主要メンバーは清華大学や北京大学、米マサチューセッツ工科大学など名門校の出身で、ナノ材料、負極材料、全固体電池、装置製造などの分野で豊富な実務経験を有している。

新しいリチウムイオン電池材料の開発が加速する中、シリコン系材料は黒鉛材料に比べて理論比容量が飛躍的に高く、充電速度の大幅な向上が見込めることから、次世代の負極材として注目されている。一方で充放電に伴う大きな体積変化が、電池に採用する際のネックとなっている。この体積変化による影響を緩和するために業界で一般的に採用されているのがシリコン・炭素複合材料だが、標準化された製造技術や安定した量産装置が不足しているなどの課題を抱えている。

星科源は、化学気相成長（CVD）法による次世代のナノシリコン製造装置やシリコン・炭素複合材料の調製装置などを独自に開発し、分散性が高く表面改質がし易いナノシリコンを製品化した。同社の粒径10ナノメートル（nm）以下のナノシリコン粒子は、炭素被覆やドーピング処理をしやすく、粒径の調節も可能で比容量やサイクル安定性に優れている。

新しいリチウムイオン電池材料を開発段階から量産化へと移行させるには、製造技術がカギを握る。星科源は当初から大規模な量産化を目指しており、同社のCVD装置は高い効率と品質の安定を確保しながら連続的に稼働できる。すでに被覆処理とドーピング処理が施された複合材料をロットで調製し、100キログラム単位での安定出荷を実現している。

ナノシリコン製品

独自技術で調製された同社のシリコン・炭素複合材料は、耐圧性や導電性、急速充電性能に優れ、駆動用電池に求められる比容量の高さと寿命の長さを兼ね備えており、全固体電池にも活用されることが期待されている。

中信証券（CITIC Securities）のリポートによると、シリコン・カーボン複合材を用いた負極材料は、用途の多様化と性能向上を背景に今後も需要が拡大し、2026年には世界の需要量が6万～7万トンに達する見込みだ。

星科源の創業者・李学耕氏は全固体電池について、「ドローン、電気自動車（EV）、人工知能（AI）、ロボティクスといったハイエンド市場での需要が見込まれるだけでなく、性能に対する要求も極めて高い。それこそが、当社にとって大きな機会だ」と語る。

同社は今後、全固体電池メーカーと共同で、汎用性のある高性能材料の開発を進める方針だ。また、将来的な需要増に備えて、1000トン規模の生産ライン建設も計画している。

＊1元＝約20円で計算しています。

（翻訳・大谷晶洋）

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Solidは2019年11月に設立されたハイテク企業で、シリコン系負極材料や固体電解質材料の開発、生産、応用、販売を手がけている。現在、100トン規模でシリコン炭素負極材料を製造する生産ラインが稼働しており、1000トン規模の生産ラインの建設も進んでいる。すでに複数のトップ企業が提携の意向を示しているという。

リチウムイオン電池に使用される負極材料のうち、シリコン系材料はこれまで主流だった黒鉛材料に比べて理論容量が大きく、急速充電性能や低温特性に優れているため、これからの負極材料として注目され、市場でも急速に勢力を伸ばしている。業界調査機関・高工鋰電（GGII）によると、シリコン系負極材料の普及率は2024年までは5％にも満たなかったが、25年には10～15％に高まる見込みで、23～29年の年平均成長率は42％に達すると予測されている。

とはいえ、シリコン系負極材料はコストや充電時の体積膨張、導電性、初回充放電効率、サイクル寿命など解決すべき問題が多くあり、大規模な商用化には至っていない。Solidをはじめとする中国のスタートアップ企業はシリコン炭素材料に着目し、シリコン系負極材料の商用化という難題に取り組んでいる。

シリコン系負極材料の調製には複数の手法があるが、Solidが採用したのは化学気相成長（CVD）法だ。膨張率が高く、安定性に欠けるシリコン系材料の欠点を克服するため、多孔質炭素へのシリコン蒸着や自己修復型コーティングといった特許技術を駆使して、高エネルギー密度と長寿命を両立させることに成功、シリコン炭素負極材料の大規模活用に向けた基礎を確立した。

この手法で中心的な役割を果たす多孔質炭素は、シリコン炭素負極材料の安定性向上やコスト改善の鍵を握ると期待されており、シリコン炭素負極材料を開発する多くのトップ企業が採用している。同社の王麓COOによると、同社は長年にわたる研究の結果、多孔質炭素前駆体やシリコン炭素負極材料の構造活性相関に精通し、シリコン蒸着のプロセスで最適な構造を作り出すことができるという。

Solidはまた全固体電池の分野でも研究を進めている。現時点ではまだ研究開発の段階だが、酸化物系固体電解質（LATP）や硫化物系固体電解質（LPS）の合成およびポリマー電解質との結合、全固体電池製造に関わる技術などに注力している。

こうした成果を支えているのは、創業チームが全固体電池とコア材料の分野で長年培ってきた技術力だ。同社は全固体電池とコア材料に関連した発明特許32件、実用新案4件を保有している。

今後の展望について王COOは、年内に1000トン規模の生産ラインを完成させ、操業を始めることが目標だとし、引き続き研究開発と製品革新に力を注いで新エネルギー産業の発展に貢献したいと語った。

リチウムイオン電池用のシリコン負極材、生産拡大に注力する中国企業が存在感

＊1元＝約20円で計算しています。

（翻訳・畠中裕子）

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商品情報サイト「百川盈孚」の最新データによると、リチウム電池負極材の中国市場の参考価格は、9月13日現在で1トンあたり約3万2400元（約60万円）。23年初めの5万3000元（約110万円）から約39％下落している。中国の24年上半期（1〜6月）の出荷量は、前年同期比28.2％増の約90万トンだった。

金融系調査会社「万得信息技術」のまとめによると、現時点で中国国内に上場する負極材メーカーは9社。うち、増収増益を果たした企業は2社にとどまり、増収したものの利益が伸びていない企業は2社、減収減益となっている企業は5社に上る。

産業データサービス「隆衆資迅」のアナリスト王莉莉氏は「24年上半期、中国の負極材の生産能力は新たに約64万トン増加した。しかし、川下での需要の伸びが供給量の増加に追いつかなかった。負極材料の生産能力が市場に吸収されるのが遅いため、かえって市場競争が激化し、結果的に負極材の生産能力の利用率が年を追うごとに低下するという事態を招いている」との見解を示す。

この難局を打開するため、新たな成長を目指して海外市場に目を向ける中国の負極材料メーカーが増えている。主な進出先は欧州や東南アジアだという。

世界の太陽電池出荷量、上位5社に変動　中国企業の生産過剰や価格競争が激化

＊1元＝約20円で計算しています。

（36Kr Japan編集部）

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リチウムイオン電池の負極材に使用するシリコン・炭素複合材料を開発する「星科源新材料科技」（以下、星科源）がこのほど、シードラウンドとエンジェルラウンドで計5000万元（約11億円）余りを調達した。出資したのは紅杉中国（HongShan、旧セコイア・チャイナ）のシードファンド、険峰長青（K2VC）、水木清華校友基金（Tsinghua Capital）、産業界のエンジェル投資家など。調達した資金は、主に研究開発や生産ラインへの投資、市場開拓などに充てられる。

2022年1月に設立された星科源は、すでにナノシリコンの小規模な量産を実現し、高性能シリコン・炭素複合材料の調製にも成功している。

負極材用のシリコン・炭素複合材料の調製には、化学気相成長法（CVD）や物理気相成長法（PVD）などさまざまな手法がある。星科源は、ナノ材料技術における20年以上の経験を生かし、一般的な流動層CVD法とは異なる全く新しいCVD技術を開発した。自社設計した次世代のCVD装置は、粒子径が数十ナノメートル（nm）のナノシリコンを生産し、負極材料の被覆処理も行える。

上海汽車集団がスタートアップと固体電池開発、航続距離1000km実現　搭載車は24年量産化へ

＊1元＝約22円で計算しています。

詳しい記事を読むには：中国のシリコン・炭素複合材料メーカー、次世代電池の負極材に照準

（翻訳・畠中裕子）

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昱瓴新能源は、高性能リチウムイオン電池の負極材となるシリコンオキシカーバイド（SiOC）、多孔質シリコン、人造黒鉛などの研究開発、生産、販売、ソリューションを手がける総合サプライヤーで、研究開発センター、パイロット試験、生産を集約した統合プラットフォームを構築した。製品は、容量が420～550mAh/g（ミリアンペアアワー毎グラム）のローエンド、550～1000mAh/gのミドルエンド、1000mAh/g以上のハイエンドという3種類で展開している。

リチウムイオン電池の重要な材料である負極材は、リチウムイオン電池のコストの10％ほどを占め、この負極材とリチウムイオンの可逆反応性が電池の蓄電性能を決める。リチウムイオン電池の負極材は、使われる活物質によって炭素系材料と非炭素系材料に分けられる。うち炭素系材料には天然黒鉛、人造黒鉛、グラフェンなどの黒鉛系材料が含まれ、非炭素系材料にはチタン系材料、シリコン系材料、スズ系材料、窒化物、金属リチウムなどがある。

リチウムイオン電池の負極材で主流となっている人造黒鉛は、主にミドル・ハイエンドの電気自動車（EV）、コンピュータ、通信機器、家電（3C）などの分野で、天然黒鉛は主にローエンドのEV、蓄電、3Cなどの分野で活用されている。シリコン系負極材は、次世代の高容量リチウムイオン電池用負極材の最有力候補と見られている。黒鉛系負極材は理論容量が最大372mAh/gにとどまる一方、シリコン系負極材は最大4200mAh/gと黒鉛系を大きく上回り、環境にやさしく埋蔵量が豊富で、コストパフォーマンスにも優れるという特長がある。

同社はシリコン系複合負極材の開発に力を入れ、リチウム消費抑制、多孔質シリコン複合、CVD（化学蒸着）の3つをコア技術としている。SiOCは、SEI被膜をベースとするリチウム消費抑制技術を採用し、カーボン被覆と組み合わせて電子伝導性を高めることで、構造の安定性を向上させ、充放電効率とサイクル寿命を高める。この技術はプレリチウム化よりも安全性と加工性に優れ、コストも低いという。

シリコン系材料は容量の大きさなどが特長だが、リチウムイオンの挿入によって体積が膨張し、電池構造が壊れやすいという重大な欠点もある。創業者の劉萍博士によると、同社の多孔質炭化ケイ素負極材は、膨張の問題に対処するために3次元の多孔質構造を採用した。この多孔質構造ではリチウムイオンが素早く移動でき、リチウムイオンの挿入と脱離に伴う活物質の体積変化を緩和することで、より安定性に優れた構造を実現した。

劉博士は、昱瓴新能源のCVD炭化ケイ素（SiC）に関する特許技術について、電極材料メーカーの米EnerG2に劣っておらず、米国のCDV-SiC負極材市場で大きなシェアを握るEnerG2の子会社「Group 14」の牙城も崩せるかもしれないと考えている。また、昱瓴新能源の技術はGroup 14の製品と同等の性能を実現できる上、コストは約3～4割下回るという。

同社は年産1万トンに上るSiC負極材工場の建設を終え、2023年12月に生産を開始した。また、シリコン系複合負極材を製造する年産3万トンの第2期工場も建設中だ。

＊2024年4月8日のレート（1元＝約21円）で計算しています。

（翻訳・大谷晶洋）

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