全固体電池は次世代電池の本命とされ、多くの企業が研究開発を進めている注目分野です。
一方で、どの企業がどのような技術領域に強みを持ち、自分の専門分野をどのように活かせるのかを把握することは容易ではありません。
また、通常のネット検索では、対象とする技術開発をおこなう主要企業は見えてきても、その技術分野の詳細まで体系的に把握することは難しいです。
業界をまたがって、どのような周辺企業がその技術分野の開発に関わっているのかを把握することも容易ではありません。
本記事では、特許情報を客観的なエビデンスとして、全固体電池関連技術の研究開発にどのような企業が関係しているのか、研究開発職においてどのような専門分野が求められるのかを、周辺企業を含め、技術領域ごとに分析しました。
志望動機やキャリア形成の検討の一助になれば幸いです。
結論(結果の一部)
最も研究開発が活発(出願件数が最多)な技術分野において求められる専門分野と業務内容の例、各企業は次の通りです。
■電池本体(電池の構造や材料、製造方法全般)の開発
| 専門分野の例 | 機械系(機械工学、固体力学、構造解析) 化学系(電気化学、物理化学、粉体工学) システム系(制御工学、シミュレーション工学) |
| 主な業務内容 | 構造設計(セル・スタックの積層構造や筐体設計) 性能評価(充放電特性や安全性の実証試験) プロセス開発(電極・電解質の界面形成や量産ラインの工程設計) |
■企業(主軸的、補完・探索的とは業界平均と比べた相対表現:参考6.3)
| 主軸的開発 | 凸版印刷、本田技研工業、日立製作所、三星エスディアイ、日産自動車、ルノー、エルジー・ケム、トヨタ自動車、日本碍子、東芝、太陽誘電、村田製作所、JX金属、富士フイルム、TDK、日本特殊陶業、デンソー |
| 補完・探索的開発 | セイコーエプソン、エネルギー・エナジー、パナソニック、昭和電工、半導体エネルギー研究所、三井金属鉱業、古河機械金属、出光興産 |
1.全固体電池とは
従来の電池は電気を流す部分(電解質)が液体です。
これに対し、全固体電池は電解質が固体です。
従来の液体電解質の電池に比べて、全固体電池には次のメリットがあると言われています。
|
比較要素 |
従来電池 |
全固体電池 |
|
発火リスク |
有機溶媒の液漏れによる発火リスク有 |
可燃性液体不使用のため低い |
|
寿命 |
イオンと溶媒分子との副反応により短寿命化 |
イオンが固体を通過するだけで副反応が少なく長寿命 |
|
使用温度範囲 |
液体のため範囲狭い |
液体でないため範囲広い(さまざまな環境で使用可) |
|
高容量、高電圧化 |
セルを複数接続する必要があり構造が複雑 |
正極層、固体電解質層、負極層の順に重ねるという点において容易 |
高エネルギー密度と高い安全性を実現することで電気自動車の航続距離の向上や小型で軽量な電子機器の開発などが期待されます。
全固体電池に関しては別サイトでも紹介しています→こちらの記事
2.一般的情報の限界
一般的に公開されている情報では、開発の全体像や個別の工程を体系的に把握することは困難です。
また、業界をまたいでどのような周辺企業が開発に関わっているのか、その実態を正確に捉えることも容易ではありません。
3.特許分析の意義
特許情報は企業が将来を見据えて投じた開発の成果であり、客観的なエビデンスです。
一般的な情報からは見えてこない開発の軌跡や注力分野を判断する有用な材料になります。
本記事では、このデータを活用し、研究開発現場に求められる専門性や企業の立ち位置を可視化します。
4.特許分析方法
・2014年から2023年までに特許出願された情報を対象範囲にしました。
・対象とする技術内容をキーワードに特許検索しました。
文献種別:国内文献
検索キーワード:
検索項目(ⅰ) 請求の範囲「全固体 固体電解」
検索項目(ⅱ) 請求の範囲「電池 バッテリ」
検索条件:検索条件(ⅰ) AND 検索条件(ⅱ)
・出願件数が上位の特許出願人を対象技術の研究開発をおこなう主要企業、主要企業に続く特許出願人を周辺企業としました。ただし、出願順位がどこからどこまでが主要企業、といった明確な区分けはしません。
・上記特許出願された情報から特許分類(FI:筆頭FI)(※)を抽出しました。
※FIとは技術内容を分類するコードであり、その中で筆頭FIとは、リストの一番最初に記載れているものです。発明の最も本質的な技術特徴が筆頭FIです。
FIコード照会(特許情報プラットフォーム):j-platpat
・上記筆頭FIに基づき、対象技術の研究開発職に求められる専門分野を導きだしました。
5.注意点
・分析結果は全ての企業にあてはまるものではありません。
・分社化などによる別法人での特許出願は反映されていません。
・特許検索結果は検索条件によって大きく変わってくることがあります。
・特許検索結果には情報ノイズが含まれることが多いです。
・本結果は情報のノイズを含め、検索結果のまま示しています。
・本分析はあくまで特許情報を活用した想定であり、実態と乖離している場合が多々あると考えられます。
6.結果
6.1 全固体電池関連技術の研究開発企業(特許出願企業)
上記検索条件に基づく特許出願件数が多い企業(研究開発を活発におこなっている企業)は以下の通りです。

出願件数が多い企業であるほど研究開発の規模が大きいと考えられます。
6.2 全固体電池関連技術の研究開発に関係する技術分野
出願件数上位50社における主な技術分野(FI)は下表の通りです。
<表1> 各企業における開発の上位技術分野(表中の数字は出願件数)
| H01M | H01B | C01B | C01G | H02J | C04B | G01R | C03C | ||
| 総計 | 電池本体: 電池の構造や材料、製造方法全般 |
導電・絶縁: 電気が流れる道や漏れないための壁の技術 |
非金属材料: 炭素やシリコン、硫黄など電池の素となる無機材料 |
金属化合物: リチウムや遷移金属など電池の性能を決める金属材料 |
電力制御: 電池の充放電や電力を賢く効率的に配分するシステム |
セラミックス: 固体電解質の焼結など焼き物技術を応用した材料 |
測定・試験: 電圧や電流、電池の状態が正常かをチェックする技術 |
ガラス組成: 電極や電解質の密着性を高めるための特殊なガラス材料 |
|
| 5991 | 4977 | 436 | 86 | 50 | 47 | 36 | 23 | 20 | |
| トヨタ自動車 | 1070 | 992 | 34 | 3 | 1 | 8 | 0 | 7 | 2 |
| パナソニックIPマネジメント | 375 | 287 | 68 | 1 | 2 | 3 | 0 | 0 | 1 |
| 日本碍子 | 207 | 193 | 5 | 0 | 1 | 1 | 4 | 0 | 0 |
| 本田技研工業 | 186 | 178 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 富士フイルム | 177 | 155 | 19 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| TDK | 145 | 126 | 12 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 村田製作所 | 143 | 126 | 11 | 0 | 0 | 3 | 0 | 0 | 0 |
| エルジー・エナジー | 131 | 101 | 29 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| ルノー | 117 | 110 | 1 | 0 | 0 | 3 | 0 | 3 | 0 |
| エルジー・ケム | 104 | 98 | 4 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 古河機械金属 | 103 | 60 | 22 | 11 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 日産自動車 | 81 | 77 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 太陽誘電 | 75 | 68 | 4 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 三井金属鉱業 | 75 | 51 | 21 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| セイコーエプソン | 74 | 59 | 5 | 0 | 0 | 6 | 0 | 0 | 0 |
| 東芝 | 68 | 63 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| デンソー | 67 | 58 | 2 | 0 | 0 | 2 | 2 | 0 | 0 |
| JX金属 | 58 | 51 | 3 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 日立製作所 | 57 | 54 | 3 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 三星エスディアイ | 56 | 53 | 3 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 日本特殊陶業 | 56 | 49 | 4 | 0 | 0 | 0 | 2 | 0 | 0 |
| 出光興産 | 55 | 29 | 21 | 2 | 0 | 0 | 0 | 0 | 2 |
| 凸版印刷 | 51 | 51 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 昭和電工 | 51 | 39 | 1 | 10 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 半導体エネルギー研究所 | 50 | 36 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 7 | 0 |
数字が大きいほど、その分野における研究開発の規模は大きいと推測されます。
6.3 全固体電池関連技術の研究開発における注力技術分野
上記4.2技術分野への各企業の注力度を分析しました。
ここで、技術分野の注力度(特化係数)を以下のように算出しました。
特化係数=(企業Aの技術分野Fの出願件数÷企業Aの上記総出願件数)/(全企業の技術分野Fの合計数÷全企業のそう出願件数)
これは、その企業が業界平均と比べて何倍の密度でその技術に注力しているかを示す指標です(出願件数がある程度ある企業が対象)。
数値の意味合いは以下の通りです。
| 特化係数 | 推定される開発スタイル |
| 2.0 以上 | 業界平均を超える密度でおこなう突出的開発 |
| 1.0 ~ 1.9 | その技術を自社の本流とする主軸的開発 |
| 1.0 未満 | メイン技術を支えるための補完的、探索的な開発 |
数字が大きいほど、その技術分野において集中的に開発していると言えます。
各企業の各技術分野への注力度合いは下表の通りです。
<表2> 各企業の各技術分野への注力度合い(出願件数が10件以上が分析対象)
| H01M | H01B | C01B | C01G | H02J | C04B | G01R | C03C | |
| 電池本体: 電池の構造や材料、製造方法全般 |
導電・絶縁: 電気が流れる道や漏れないための壁の技術 |
非金属材料: 炭素やシリコン、硫黄など電池の素となる無機材料 |
金属化合物: リチウムや遷移金属など電池の性能を決める金属材料 |
電力制御: 電池の充放電や電力を賢く効率的に配分するシステム |
セラミックス: 固体電解質の焼結など焼き物技術を応用した材料 |
測定・試験: 電圧や電流、電池の状態が正常かをチェックする技術 |
ガラス組成: 電極や電解質の密着性を高めるための特殊なガラス材料 |
|
| トヨタ自動車 | 1.1 | 0.4 | - | - | - | - | - | - |
| パナソニックIPマネジメント | 0.9 | 2.5 | - | - | - | - | - | - |
| 日本碍子 | 1.1 | - | - | - | - | - | - | - |
| 本田技研工業 | 1.2 | - | - | - | - | - | - | - |
| 富士フイルム | 1.1 | 1.5 | - | - | - | - | - | - |
| TDK | 1.0 | 1.1 | - | - | - | - | - | - |
| 村田製作所 | 1.1 | 1.1 | - | - | - | - | - | - |
| エルジー・エナジー | 0.9 | 3.0 | - | - | - | - | - | - |
| ルノー | 1.1 | - | - | - | - | - | - | - |
| エルジー・ケム | 1.1 | - | - | - | - | - | - | - |
| 古河機械金属 | 0.7 | 2.9 | 7.4 | - | - | - | - | - |
| 日産自動車 | 1.1 | - | - | - | - | - | - | - |
| 太陽誘電 | 1.1 | - | - | - | - | - | - | - |
| 三井金属鉱業 | 0.8 | 3.8 | - | - | - | - | - | - |
| セイコーエプソン | 1.0 | - | - | - | - | - | - | - |
| 東芝 | 1.1 | - | - | - | - | - | - | - |
| デンソー | 1.0 | - | - | - | - | - | - | - |
| JX金属 | 1.1 | - | - | - | - | - | - | - |
| 日立製作所 | 1.1 | - | - | - | - | - | - | - |
| 三星エスディアイ | 1.1 | - | - | - | - | - | - | - |
| 日本特殊陶業 | 1.1 | - | - | - | - | - | - | - |
| 出光興産 | 0.6 | 5.2 | - | - | - | - | - | - |
| 凸版印刷 | 1.2 | - | - | - | - | - | - | - |
| 昭和電工 | 0.9 | - | 13.7 | - | - | - | - | - |
| 半導体エネルギー研究所 | 0.9 | - | - | - | - | - | - | - |
以下は表2に基づく簡単なまとめです。
・トヨタ自動車は電池本体(H01M)は1.0超、材料系(H01B)は1.0以下です。数値には直接あらわれていませんが、全方位的に開発している特徴があります。
・昭和電工や古河機械金属は非金属材料(C01B)の数値が極めて高く、特定の材料技術に開発が集中している特徴があります。
・出光興産や三井金属鉱業は導電、絶縁材料(H01B)の数値が高く、特定の部材の開発に集中している特徴があります。
・パナソニックは電池本体(H01M)よりも導電・絶縁技術(H01B)の数値が高く、部材レイヤーに重点を置いて開発している特徴があります。
・本田技研工業、日立製作所、日立製作所、東芝などは電池本体(H01M)の数値が1.1台で安定しており、業界標準に沿った主軸の開発している特徴があります。
・富士フイルム、TDK、村田製作所などは電池本体(H01M)と材料(H01B)の両方で1.0を超えており、複数の領域を並行して開発している特徴があります。
6.4 上位の技術分野において求められる専門分野
全固体電池関連技術の開発に関係する主要な技術分野(FI)と求められることが推測される専門分野について整理しました。ただし、例示はAIによるものですので、内容に間違いがある場合もあります。
6.4.1 H01M(FI) 電池本体:電池の構造や材料、製造方法全般
専門分野と業務内容の例です。
| 専門分野の例 | 機械系(機械工学、固体力学、構造解析) 化学系(電気化学、物理化学、粉体工学) システム系(制御工学、シミュレーション工学) |
| 業務内容の例 | 構造設計(セル・スタックの積層構造や筐体設計) 性能評価(充放電特性や安全性の実証試験) プロセス開発(電極・電解質の界面形成や量産ラインの工程設計) |
上記分析結果に基づく当該技術分野に関わる企業です。
| 特化係数 | 企業 |
| 2.0 以上 突出的開発 |
(該当なし) |
| 1.0 ~ 1.9 主軸的開発 |
凸版印刷、本田技研工業、日立製作所、三星エスディアイ、日産自動車、ルノー、エルジー・ケム、トヨタ自動車、日本碍子、東芝、太陽誘電、村田製作所、JX金属、富士フイルム、TDK、日本特殊陶業、デンソー |
| 1.0 未満 補完・探索的開発 |
セイコーエプソン、エルジー エナジー、パナソニック、昭和電工、半導体エネルギー研究所、三井金属鉱業、古河機械金属、出光興産 |
6.4.2 H01B(FI) 導電・絶縁:電気が流れる道や漏れないための壁の技術
専門分野と業務内容の例です。
| 専門分野の例 | 化学系(無機化学、界面化学、結晶化学) 物理・材料系(材料工学、固体物理、ナノテクノロジー) 電気系(電子物性、導電性制御) |
| 業務内容の例 |
材料開発(イオン伝導性を高める新組成の合成・最適化) |
上記分析結果に基づく当該技術分野に関わる企業です。
| 特化係数 | 企業 |
| 2.0 以上 突出的開発 |
出光興産、三井金属鉱業、古河機械金属、パナソニック、エルジー エナジー |
| 1.0 ~ 1.9 主軸的開発 |
富士フイルム、TDK、村田製作所 |
| 1.0 未満 補完・探索的開発 |
トヨタ自動車 |
6.4.3 C01B(FI) 非金属材料:炭素やシリコン、硫黄など電池の素となる無機材料
専門分野と業務内容の例です。
| 専門分野の例 | 化学系(無機材料化学、合成化学、熱力学) 材料・物理系(結晶工学、固体物理、材料料学) プロセス系(化学工学、反応工学) |
| 業務内容の例 | 物質合成(高純度な無機化合物の合成・精製) 粉体制御(粒径や表面状態の最適化) 基礎研究(新規組成の探索、熱的・化学的な安定性の検証) |
上記分析結果に基づく当該技術分野に関わる企業です。
| 特化係数 | 企業 |
| 2.0 以上 突出的開発 |
昭和電工、古河機械金属 |
| 1.0 ~ 1.9 主軸的開発 |
(該当なし) |
| 1.0 未満 補完・探索的開発 |
(該当なし) |
7.最後に
本記事では全固体電池関連技術の研究開発をおこなう企業(主要企業と周辺企業)、その注力度、求められる専門分野について分析しました。
また分析結果からは、材料寄りの開発に興味がある場合、H01BやC01Bといった特定材料を深堀りする企業(材料メーカーなど)が合致する可能性があり、統合的な開発に興味がある場合は、H01Mに特徴のある企業(自動車完成品メーカーなど)が合致する可能性があると言えそうです。
本記事を通して全固体電池関連技術に関係する各業界の内側を想像する一助となれば幸いです。
8.次に何をすべきか迷っている方へ
この分野で就職・転職を考えている方へ
👉 関連する業界・企業における開発内容と求められる専門性を解説しています
関連業界・企業:石油業界、自動車業界、自動車部品業界、電子部品業界(総合) 、電子部品業界(総合に続く規模)、非鉄金属業界、印刷業界、パナソニック、東芝、富士フイルム
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化学系、情報系、電気系、機械系、材料系、物理系、数学系、生物系、土木・建築系、薬学系
研究開発職の全体像を知りたい方へ
👉 まずは全体を把握したい方
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業界選びで迷っている方へ
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<出典、参考>
・特許情報プラットフォーム(https://www.j-platpat.inpit.go.jp/)にて公開されている情報
・会社四季報 業界地図2024年、2025年、2026年版 東洋経済新報社
<留意事項>
・本記事は、弁理士である管理人の視点で特許情報を独自に分析したものです。
・本サイトでは、特許情報を正確かつ最新の状態でお伝えするよう努めていますが、情報の完全性を保証するものではありません。
・特許情報のご活用や解釈は読者ご自身の責任でお願いいたします。
・詳細な確認や重要な判断が必要な場合はお問い合わせフォームからご連絡ください。