全固体電池──電解質を液体から固体に置き換えることで、EV（電気自動車）の航続距離を現行リチウムイオン電池（LiB）比で約2倍に伸ばし、充電時間を大幅に短縮できると期待される次世代蓄電池だ。その量産化に向けた開発競争が、いよいよ最終局面に入りつつある。
トヨタ自動車は2027〜2028年の車載実用化を目標に掲げ、日産自動車は2028年度の全固体電池搭載EV市場投入を計画している。両社ともにパイロットライン構築フェーズに突入しており、「研究室の技術」から「工場で量産する技術」への移行が本格化している。
本記事では、トヨタと日産それぞれの最新動向を整理し、全固体電池が切り拓く可能性──EV以外の定置用蓄電池（BESS）への展開も含めて──を考察する。
全固体電池とは何か──なぜ「ゲームチェンジャー」と呼ばれるのか
全固体電池は、従来のLiBで使われている可燃性の液体電解質を、不燃性の固体電解質に置き換えた二次電池だ。固体電解質を採用することで、以下のような性能向上が見込まれる。
| 項目 | 現行LiB | 全固体電池（目標値） |
|---|---|---|
| エネルギー密度 | 基準 | 約2倍 |
| 充電時間 | 30分〜（急速充電） | 約1/3に短縮 |
| 安全性 | 液漏れ・発火リスクあり | 固体のため大幅向上 |
| 動作温度範囲 | 制約あり | 高温・低温に強い |
| 寿命（サイクル数） | 基準 | 長寿命化が期待 |
これが高エネルギー密度・高安全性の根本的な理由だ。
特にEVにとっては、航続距離の飛躍的な延長と充電時間の短縮という2大課題を同時に解決しうる技術であり、日産の幹部が「本当のゲームチェンジャー」と表現するのも頷ける。
トヨタの戦略──出光興産との協業で「材料から車両まで」一気通貫
出光興産との協業体制
トヨタの全固体電池戦略の中核にあるのが、2023年10月に発表された出光興産との協業だ。全固体電池の性能を左右する固体電解質の量産技術開発、生産性向上、サプライチェーン構築を両社で推進する。
トヨタが開発する全固体電池は硫化物系を採用している。出光興産は石油精製の過程で発生する硫黄成分を活用して硫化物系固体電解質を製造する技術を1990年代から研究しており、原料調達から製品までの一貫したバリューチェーンを構築できる点が大きな強みだ。
固体電解質の大型パイロット装置──2027年完工へ
出光興産は千葉事業所（千葉県市原市）において、固体電解質の大型パイロット製造装置の建設を進めている。主なスケジュールは以下の通りだ。
| 時期 | マイルストーン |
|---|---|
| 2024年10月 | 大型パイロット装置の基本設計開始 |
| 2025年中 | 最終投資決定（FID） |
| 2025年2月 | 中間原料「硫化リチウム」大型製造装置の建設決定 |
| 2027年6月 | 硫化リチウム製造装置の完工予定 |
| 2027年中 | 固体電解質大型パイロット装置の完工目標 |
| 2027〜2028年 | 全固体電池搭載EVの実用化 |
| 2030年〜 | 本格量産への移行 |
大型パイロット装置の生産能力は年間数百トンを予定しており、世界でもトップクラスの規模となる。現在稼働中の小型実証設備（年産十数トン規模）から数十倍へのスケールアップだ。建設工事は千代田化工建設が受注しており、NEDO「グリーンイノベーション基金事業」の採択を受けて計画通りに進行している。
正極材の共同開発──住友金属鉱山との連携
2025年10月には、トヨタと住友金属鉱山が全固体電池用正極材の量産に向けた共同開発契約を締結した。全固体電池では充放電を繰り返す中で正極材が劣化する課題があったが、住友金属鉱山が持つ独自の粉体合成技術を活用し、耐久性に優れた正極材を新たに開発。住友金属鉱山は20年以上にわたり電動車向け正極材を供給してきた実績を持ち、量産化に向けた知見も豊富だ。
日産の戦略──横浜工場パイロットラインで「量産の壁」に挑む
開発の歩み──ラボから工場へ
日産は2018年から全固体電池の材料研究を開始し、着実にステップを踏んできた。
| 時期 | マイルストーン |
|---|---|
| 2018年 | 全固体電池の材料研究開始 |
| 2021年 | 長期ビジョン「Ambition 2030」で自社開発・2028年度実用化を明言 |
| 2022年4月 | 追浜工場（横須賀市）で試作生産設備を公開 |
| 2024年4月 | 横浜工場でパイロット生産ラインを初公開 |
| 2025年1月〜3月 | パイロット生産ライン稼働開始 |
| 2026年度 | 試作車による公道走行試験 |
| 2028年度 | 全固体電池搭載EVの市場投入 |
横浜工場パイロットライン──約1万㎡の専用施設
パイロットラインは横浜工場内の既存建屋を改修して設置され、長さ約135m×奥行き約75mの約1万㎡という規模だ。電極材工程からセル工程、モジュール・パック工程、化成工程まで、全固体電池製造の全工程を一貫して行える設備となっている。
日産の全固体電池は、充放電性能を重視した硫化物系固体電解質と、エネルギー密度を高めるためのリチウム金属負極を採用しているのが特徴だ。この組み合わせは性能面では有利だが、製造上の難易度は高い。電極材の均一分散、均等加圧、極低露点環境の維持といった課題を、革新的な工法で克服してきた。
最新の技術到達点
2026年4月時点で報じられた最新の進捗は心強い。横浜工場のパイロットラインで車載を想定した23層積層のセルを試作し、充放電特性が設計通りの数値であること、容量維持性能が現行LiBをはるかに上回る耐久性を持つことが確認された。ラボレベルでは良品率100%を達成済みであり、2026年度にはセルの積層数を確定させ、モジュール設計・試作へと進む予定だ。
パイロットラインの年産能力は100MWh弱と少量だが、量産開始後もそのまま供給ラインとして使える設計になっている。ただし、本格量産には少なくとも3〜5GWh規模の生産能力が必要とされており、莫大な設備投資が今後の課題となる。日産は材料メーカーや他の完成車メーカーとの協業も視野に入れている。
コスト目標──1kWhあたり75ドルの衝撃
日産が長期ビジョン「Ambition 2030」で示したコスト目標は注目に値する。2028年度に全固体電池のコストを1kWhあたり75ドルとし、その後さらに65ドルまで低減することを目指すとしている。2024年時点でLiBパックの平均価格が初めて100ドル/kWhを下回ったばかりであることを考えると、実現すればEVのコスト構造を根本から変える可能性がある。
日本勢の特許優位性──数でも質でもリード
全固体電池の開発競争で日本企業が注目される理由の一つが、特許面での圧倒的な優位性だ。
特許庁が2024年に公表した特許出願技術動向調査によると、全固体電池に関する「国際展開発明件数」（2カ国・地域以上に出願された発明の数）で日本国籍は全体の48.6%を占め首位に立っている。出願人別ランキングでも上位20社中14社が日本企業であり、パナソニック、トヨタ自動車が上位を占める。
特に日本が強みを持つのが、EV向けの本命とされる硫化物系固体電解質の特許だ。トヨタと出光興産を中心に基本特許を多数保有しており、他国企業がこの分野に参入する際の高い参入障壁となっている。
ただし、注意すべき動きもある。出願件数ベースでは2017年以降、中国が日本を抜いてトップに立っている。もっとも中国の出願の大半は自国内にとどまっており、国際展開（海外出願）の観点では日本が引き続き優位だ。とはいえ、現行LiBで日本が技術的優位を持ちながら量産競争で中韓に敗れた教訓を踏まえると、特許だけで安心できる状況ではない。
トヨタ vs 日産──アプローチの違い
出所：各社プレスリリース・IR資料をもとに作成。
両社の戦略を比較すると、アプローチの違いが見えてくる。
| 比較項目 | トヨタ | 日産 |
|---|---|---|
| 実用化目標 | 2027〜2028年 | 2028年度 |
| 電解質タイプ | 硫化物系 | 硫化物系 |
| 負極材料 | 非公開 | リチウム金属 |
| 固体電解質調達 | 出光興産との協業（外部連携型） | 自社開発＋材料メーカー協業検討 |
| 正極材 | 住友金属鉱山と共同開発 | 非公開 |
| 量産体制 | 出光パイロット装置（材料）→ PPEES（セル製造） | 横浜工場パイロットライン（一貫） |
| 開発思想 | サプライチェーン構築型（垂直連携） | 自社一貫開発型（垂直統合） |
トヨタは出光興産（固体電解質）、住友金属鉱山（正極材）、PPEES（セル製造）と、複数のパートナーと役割分担しながらサプライチェーンを構築する「垂直連携」型のアプローチを採る。一方、日産は材料研究から生産技術まで自社内で開発を進める「垂直統合」型だ。ただし日産も、材料の量産に必要な莫大な投資を考慮し、今後は外部との協業を模索する方針を示している。
EV以外への展開──定置用蓄電池（BESS）への応用可能性
全固体電池の用途はEVだけにとどまらない。定置用蓄電池（BESS）への応用も、中長期的に大きなポテンシャルを持つ。
現在、定置用BESSではリン酸鉄リチウムイオン電池（LFP）が主流だが、全固体電池が持つ高い安全性（液漏れ・発火リスクの排除）と長寿命（サイクル劣化の低減）は、電力インフラとして求められる信頼性要件と合致する。特に、住宅密集地や商業施設内に設置されるBESSでは、安全性が最優先課題であり、全固体電池の不燃性は大きなアドバンテージとなる。
ただし、定置用への展開にはコスト課題が残る。現状のLFP電池はすでにkWhあたり数十ドルの水準まで価格が低下しており、全固体電池がこの価格帯で競争できるかは未知数だ。まずは車載用で量産効果によるコスト低減を実現し、その後に定置用へ展開するという順序が現実的だろう。
残された課題と展望
全固体電池の実用化は目前に迫っているが、量産化に向けてはまだ複数のハードルが存在する。
量産プロセスの確立が最大の課題だ。ラボレベルで実現できる性能を、工場の生産ラインで安定的に再現し、高い歩留まりを維持する必要がある。固体同士の界面を精密に制御する加工技術、粉体材料の均一分散、均等加圧といった独自の製造技術が問われる。
コスト低減も重要だ。全固体電池が市場に受け入れられるためには、現行LiBと同等以下のコストを実現しなければならない。トヨタ・出光が目指す固体電解質の大規模生産や、住友金属鉱山との正極材量産はまさにこの課題への解答だ。
さらに、リチウム資源の確保も見逃せない。全固体電池も電解質材料としてリチウムを必要とし、IEAの推計では2030年までにリチウムの需給ギャップが50%に達する可能性も指摘されている。
一方で、海外勢の動きも活発だ。VW（フォルクスワーゲン）は米QuantumScapeと提携し、サムスンSDIやCATLも全固体電池の研究を加速させている。2028年前後は、日本勢だけでなく世界中のメーカーが量産化を目指すタイミングとなる。
事業開発の視点──クライメートテック領域への示唆
全固体電池の量産化は、EVの普及加速だけでなく、クライメートテック領域にも波及効果をもたらす。
定置用BESS応用の可能性は前述の通りだが、特に高安全性が求められるデータセンターのバックアップ電源や、再エネ併設型蓄電所での活用は有望な領域だ。全固体電池の高い耐熱性は、空調負荷の低減にもつながる。
また、全固体電池の量産で培われる固体電解質の大量生産技術は、将来的にナトリウムイオン全固体電池など次世代技術にも応用可能であり、蓄電池産業全体の底上げにつながる技術基盤となりうる。
全固体電池の市場規模は、2040年には世界で約3.8兆円に達するとの予測（富士経済）もある。日本企業が特許と量産技術の両面で優位を維持できるかどうかが、脱炭素社会における日本の産業競争力を左右する重要なファクターとなるだろう。
参考文献
- トヨタ自動車「出光とトヨタ、バッテリーEV用全固体電池の量産実現に向けた協業を開始」（2023年10月）
https://global.toyota/jp/newsroom/corporate/39898897.html - 出光興産「2027～2028年の全固体電池実用化に向けた固体電解質大型パイロット装置の基本設計を開始」（2024年10月）
https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000518.000023740.html - 出光興産「固体電解質大型パイロット装置の最終投資決定および建設開始について」（2026年1月）
https://www.idemitsu.com/jp/news/2025/260129.pdf - 日産自動車「全固体電池のパイロット生産ラインを公開」（2024年4月）
https://global.nissannews.com/ja-JP/releases/240416-01-j - 日刊工業新聞「日産の車載全固体電池、研究開発の現在地」（2026年4月）
https://newswitch.jp/p/48981 - 特許庁「令和5年度分野別特許出願技術動向調査結果」（2024年4月）
https://www.jpo.go.jp/resources/report/gidou-houkoku/tokkyo/2023theme.html - NEDO「次世代全固体蓄電池材料の評価・基盤技術開発」プロジェクト概要（2025年6月）
https://www.nedo.go.jp/content/800029508.pdf
