NCMバッテリー
個性の違う3つの金属がチームを組み、電気自動車を遠くまで走らせるパワーを生み出します。
定義 ニッケル、コバルト、マンガンという3種類の金属を混ぜ合わせた材料を使うバッテリーです。電気自動車（EV）をはじめ様々な機器で幅広く使われています。3つの金属がそれぞれ異なる役割を分担し、蓄えられる電気の量（容量）と安定性を両立させています。3つの金属の頭文字をとって名付けられました。
個性の違う3人がチームを組みました
学校の授業で、3人1組のグループ発表をするところを想像してみてください。アイデアをどんどん出す人、意見がぶつかったときにうまくまとめる人、資料や準備物を黙々と用意する人がいます。誰か1人だけでは、良い発表を作るのは難しいですよね。
電気自動車のバッテリーの中にも、まさにこんな3人組が入っています。電気を蓄えて送り出す側の電極材料に、ニッケル、コバルト、マンガンが一緒に混ざり合っています。3つの金属を混ぜていることから三元系とも呼ばれます。
3人の役割分担はとても明確です。ニッケルは、同じ重さでより多くの電気を蓄えてくれるアイデア担当です。コバルトは、充電と放電を繰り返しても材料の構造が崩れないよう支えるまとめ役担当です。
マンガンは、価格が安く骨組みをしっかり支えてくれる準備物担当です。3つの金属がお互いの弱点を補い合う組み合わせだからこそ、1つの金属だけでは出せない優れた性能を発揮できるのです。
ニッケルを増やすと何が変わる？
グループ発表で、アイデア担当の主張を極端に強くしたらどうなるでしょうか？ 発表内容は華やかになりますが、まとめる人が足りなくなってチームが不安定になりがちです。バッテリーでもまったく同じ駆け引きが起きています。
3つの金属の中でニッケルの割合を大幅に高めたものをハイニッケルと呼びます。ニッケルが8、コバルトが1、マンガンが1くらいの比率が代表的です。同じ重さで蓄えられる電気の量が増えるため、1回の充電で走れる航続距離がぐんと伸びます。
その代わり、材料の構造が不安定になって熱に弱くなり、充放電を繰り返すうちに性能が早く落ちてしまうおそれがあります。そのため、粒子の表面を薄くコーティングしたり、製造時の湿度を厳密に管理したりと、作る手間や技術的ハードルが一気に上がります。
また、コバルトは価格が高く調達も難しいため、できるだけ減らしたい金属です。しかし減らしすぎるとまとめ役がいなくなるようなものなので、どこまで減らしてバランスを取るかが技術競争の要となります。
もう少し正確に言うと
もう少し正確に言うと、この3つの金属がバッテリーの全体を占めているわけではありません。3つの金属は、リチウムが出入りして腰を下ろす片側の材料にだけ使われています。グループ発表に例えるなら、この3人はチーム全体ではなく片方の役割チームにすぎません。
反対側の材料には主に黒鉛（グラファイト）が使われます。これらに加えて、リチウムが行き来する道を作る液体や、プラスとマイナスが直接触れないように遮る薄い膜が揃って初めて、1つのバッテリーが完成します。
なお、ニッケルやコバルトの代わりに鉄とリン酸を使うバッテリーも広く使われています。同じ重さに蓄えられる電気が少ないため航続距離は短めですが、安価で熱に強いのがメリットです。
そのため、どちらが絶対に優れていると言い切ることはできません。遠くまで走ることが重要な車には3つの金属の組み合わせを、価格の安さや長持ちすることが重要な車には別の組み合わせを選ぶ、というように使い分けられています。
🤔 よくある誤解
NCMバッテリーはニッケル、コバルト、マンガンだけで作られている。
3つの金属はリチウムが出入りする片側の電極材料に使われています。反対側には主に黒鉛が使われ、さらにリチウムや液体材料、セパレータなどが揃って初めてバッテリーになります。
ニッケルを増やせば増やすほど、常に優れたバッテリーになる。
ニッケルを増やすと同じ重さで蓄えられる電気の量は増えますが、その反面、熱に弱くなり製造工程も極めて難しくなるという代償が伴います。
🧺 日常で出会う場面
ニッケル、コバルト、マンガンをチームとして組み合わせ、長い航続距離と安定性を両立させようとするバッテリーです。