2027年~2037年の人工知能(AI)バッテリー技術の世界市場
The Global Market for Artificial Intelligence (AI) Battery Technology 2027-2037
人工知能(AI)は、バッテリーのバリューチェーン全体において急速に中核技術となりつつあります。AIは、バッテリーの発見、設計、試験、製造、管理、再利用、リサイクルのあり方を変えつつあります。 A... もっと見る
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サマリー

人工知能(AI)は、バッテリーのバリューチェーン全体において急速に中核技術となりつつあります。AIは、バッテリーの発見、設計、試験、製造、管理、再利用、リサイクルのあり方を変えつつあります。 AIを活用したバッテリー技術の市場は、AIソフトウェア、AI対応サービス、そしてビジョン検査システムやエッジAIバッテリー管理プロセッサといったAI専用ハードウェアに及んでいます。バッテリー需要の拡大と、ライフサイクルのあらゆる段階へのAIの組み込みが進むにつれ、今後10年間でこの市場は力強い成長を遂げると見込まれています。 過去12ヶ月間は転換点となりました。世界有数の電池セルメーカーにおいて、AIはパイロットプロジェクトの段階から全社的な変革プログラムへと移行し、大幅な生産性向上が目標とされ、AIガバナンスは取締役会レベルで監督されるようになりました。最近の動向には以下が含まれます:
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研究開発における生成AI。材料の基盤モデルや生成設計ツールが、商用バッテリーの研究開発に導入されています。現在、バッテリー開発企業は、数百万もの候補となる電解質や電極材料をスクリーニングする、AIを活用した材料探索プラットフォームを提供しています。
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ナトリウムイオン。ナトリウムイオン電池は、乗用車向けとして量産段階に入っています。全固体電池も商用化が間近に迫っており、これら両方の電池技術は、AIを活用した開発に大きく依存しています。
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規制と貿易。2027年2月から導入が予定されているEUの「バッテリーパスポート」により、バッテリーの残存寿命データは規制対象の資産となりつつある。先進的なバッテリー技術に対する輸出規制により、データ、モデル、および製造プロセスのノウハウは国家戦略上の重要課題となっている。
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新たな需要。AIデータセンター、ヒューマノイドロボット、ドローン、電気航空機などが、バッテリー需要の新たな源泉として台頭しています。これらはいずれも、高度なバッテリーインテリジェンスを必要としています。
今後、最も急速な成長が見込まれるのは以下の分野です:
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2030年以降、退役したEV用バッテリーの最初の大規模な波が到来する中、セカンドライフの評価;
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循環型経済に関する規制に基づくリサイクル;
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デジタルツイン:バッテリーのライフサイクル全体にわたるデータを連携させる;
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次世代の化学技術が牽引するマテリアルズ・インフォマティクス。
固定型ストレージおよびデータセンターは、最も急成長している顧客層となりつつあります。ニューラルプロセッサがバッテリー管理ハードウェアに普及するにつれ、エッジAIがバッテリー分析分野において急速にシェアを拡大していくでしょう。その導入は、以下の3つの波を経て進むと見込まれます:
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2020年代後半のアナリティクスとBMSインテリジェンス。
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2030年代初頭におけるAIネイティブな製造と、材料発見の加速。
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2030年代半ばまでに、自律型研究所と、完全にデジタルツインに基づいた開発を実現する。
独自のバッテリーデータ、電気化学に関する深い専門知識、検証済みの物理学に基づくモデル、そしてバッテリーのライフサイクル全体にわたる統合を組み合わせた企業が、競争優位性を獲得することになるでしょう。バッテリー開発は、実験中心のプロセスからデータ中心のプロセスへと移行しつつあり、AIの能力は製造規模と同様に戦略的に重要な要素となりつつあります。
『2027年~2037年の人工知能(AI)バッテリー技術の世界市場』は、AIがバッテリーのライフサイクルのあらゆる段階をどのように変革しているか、そしてそれによって生まれるビジネスチャンスについて包括的に分析したものです。本レポートでは、9つのAI活用分野について分析を行っています:
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材料インフォマティクス;
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セルおよびパックの設計;
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細胞試験およびモデリング;
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製造および品質管理;
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BMSおよびバッテリー分析;
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アプリケーションの操作;
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デジタルツイン;
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セカンドライフ評価;
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リサイクル。
レポートの内容は以下の通りです:
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ユースケース、AI技術、導入形態、提供形態、化学分野、最終用途、および地域別の2027年~2037年の世界市場予測
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テクノロジー・スタック全体における弱気・中立・強気のシナリオ分析およびバリュープールの分布
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バッテリーに関する機械学習、ディープラーニング、物理ベースモデル、生成AI、基盤モデル、およびエージェント型AIの分析
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バッテリーデータインフラ、公開データセット、高度なセンシング技術、BMS用半導体、エッジAIプロセッサ
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AIを活用した材料探索、汎用原子間ポテンシャル、および自律型実験室
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セルおよびパックの設計、試験、寿命予測、およびギガファクトリーでの製造におけるAIの活用
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次世代BMS、クラウド分析、エッジAI、およびバッテリー健全性認証
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EV充電、V2G、BESSの運用制御、およびデータセンターのバッテリー管理におけるAIの活用
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ライフサイクル全体にわたるバッテリーのデジタルツイン
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リサイクルにおけるセカンドライフ評価、再分類、およびAI
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電池の化学組成および最終用途市場別のAIのビジネスチャンス
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地域政策のエコシステム、バッテリーパスポート、AI規制、安全基準、および輸出管理
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携帯電話メーカー、EVメーカー、プラットフォーム企業によるAIの導入
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競合環境、提携、資金調達、M&A、および特許分析
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95社の企業概要。紹介されている企業には、About:Energy、ACC(Automotive Cells Company)、ACCURE Battery Intelligence、Addionics、Aegis Critical Energy Defence、Aionics、Altilium、Anabatic Semi、Analog Devices、Atinary Technologies、 B2U Storage Solutions、BASF、BattGenie、Blue Solutions、BMWグループ、Bosch、Breathe Battery Technologies、Brightfield AI/Voltus、Brill Power、CATL、Chemix、Circulor、Circunomics、 Citrine Informatics、Cling Systems、Cognex、Connected Energy、CuspAI、Dassault Systèmes、DellCon、DNV(Veracity)、DP Technology、Dragonfly Energy、Dukosi、Dunia Innovations、Eatron Technologies、EcoPro、Electra Vehicles、Elisa IndustrIQ、 Elysia Battery Intelligence(Fortescue Zero)、EnPower Greentech、enspired、Envision AESC、Eonix Energy、EthonAI、EVE Energy、Fluence Energy、Gaussion、GBatteries、Glimpse Engineering、Google DeepMind、Huawei Digital Power、Intellegens など……
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目次 1 概要 37
1.1 本レポートの対象範囲 37
1.2 電池業界におけるAIの成長要因 37
1.2.1 ネットゼロ目標と電動化の推進 37
1.2.2 エネルギー密度、コスト、および重要素材の制約 37
1.2.3 規制による牽引:EUの「バッテリーパスポート」 38
1.2.4 地域別の需要動向:欧州、北米、東アジア 38
1.3 充電式電池産業が直面する課題 38
1.4 電池のライフサイクル全体におけるAIの活用 39
1.5 AIの5つのメリット:開発スピード、コスト、性能、持続可能性、市場対応力 40
1.6 パラダイムシフト:実験中心からデータ中心の開発へ 41
1.7 バッテリーサプライチェーンにおけるAIによる変革 42
1.8 ユースケースのベンチマークと成熟度 43
1.9 電気自動車用バッテリーにおけるAI 46
1.10 定置型蓄電およびデータセンター向けバッテリーにおけるAI 46
1.11 地域別の関心度 47
1.12 市場調査結果 48
1.12.1 対応容量および市場価値別のバッテリー診断 49
1.12.2 エッジAI:診断と性能向上 49
1.12.3 マテリアルインフォマティクス、セル試験、およびセカンドライフ評価 50
1.13 3段階の導入フレームワーク 50
1.13.1 第1段階: アナリティクスとBMSインテリジェンス(2027年~2030年) 50
1.13.2 第2の波:AIネイティブ製造と材料開発の加速(2030年~2034年) 50
1.13.3 第3の波:自律的な発見と完全なデジタルツインに基づく開発(2034~2037年) 50
1.14 投資の急増 51
1.15 過去12ヶ月間 52
1.15.1 生成AIと基盤モデルが電池の研究開発に導入される 52
1.15.2 主要セルメーカーが全社的なAI変革を開始 52
1.15.3 段階的導入を求める声が高まる中、バッテリーパスポートの施行が近づく 53
1.15.4 輸出規制が先進バッテリー技術へのアクセスを再構築 53
1.15.5 定置型蓄電システムとAIデータセンターが成長の原動力に 54
1.15.6 ロボティクス、ドローン、航空分野が新たな電池市場として台頭 54
1.15.7 EV需要の鈍化により、コストと生産性への注目が高まる 54
1.16 電池メーカー、OEM、電力会社、ソフトウェアベンダーにとっての戦略的課題 55
1.17 主要市場プレイヤー 55
2 はじめに:AIとバッテリー・バリューチェーン 57
2.1 AI駆動型バッテリー技術の定義 57
2.2 機械学習と人工知能の比較 58
2.3 バッテリー市場の背景 58
2.3.1 用途別世界リチウムイオン電池需要 58
2.3.2 リチウムイオン電池とリチウムイオン以外の需要 59
2.3.3 化学組成の構成:NMC、 LFP/LMFP、ナトリウムイオン、全固体、シリコン負極 60
2.3.4 コストの推移とパック価格の見通し 62
2.4 従来のバッテリー開発:段階的、実験中心、かつ時間のかかるプロセス 63
2.5 変化した点:なぜ今、AIが導入可能なのか 64
2.5.1 コネクテッド・フリートのデータ量 64
2.5.2 クラウドおよびエッジコンピューティングのコスト曲線 64
2.5.3 公開されている電池データセットとベンチマーク 64
2.5.4 化学組成および材料に関する基盤モデル 64
2.6 バッテリー分野におけるAIの経済的メリット 65
2.6.1 R&Dによるコストと時間の削減 65
2.6.2 製造歩留まりの向上と欠陥の低減 65
2.6.3 寿命の延長と保証コストの削減 66
2.7 市場構造: 9つのAI活用事例分野 67
3 バッテリー応用に向けた機械学習の基礎 70
3.1 変化し続ける対象としてのAI:定義と範囲 70
3.2 データの重要性: 品質、次元、および標準化された構造 70
3.3 学習パラダイム 71
3.3.1 教師あり学習 71
3.3.2 教師なし学習 71
3.3.3 問題の種類:回帰、分類、クラスタリング、異常検知 72
3.3.4 強化学習と探索・活用のトレードオフ 72
3.3.5 半教師あり学習と能動学習 72
3.4 従来のアルゴリズム 73
3.4.1 サポートベクターマシンと関連ベクターマシン 73
3.4.2 決定木、ランダムフォレスト、勾配ブースティング 73
3.4.3 k-最近傍法およびk-meansクラスタリング 74
3.4.4 主成分分析 74
3.4.5 ガウス過程回帰 74
3.5 ニューラルネットワークとディープラーニング 74
3.5.1 人工ニューロンと学習プロセス 74
3.5.2 フィードフォワード、リカレント (LSTM、GRU)および畳み込みネットワーク 75
3.5.3 生成対抗ネットワークとトランスフォーマー 75
3.5.4 材料科学のためのグラフニューラルネットワーク 75
3.5.5 汎用的な機械学習による原子間ポテンシャル 77
3.6 自然言語処理と大規模言語モデル 78
3.7 物理情報に基づくモデルおよびハイブリッドモデル 79
3.7.1 電気化学 (P2D、SPM)および等価回路モデル 79
3.7.2 カルマンフィルタおよびパーティクルフィルタ 79
3.7.3 物理情報に基づくニューラルネットワーク 80
3.8 生成AI、基盤モデル、およびエージェント型AI 81
3.9 転移学習、フェデレーテッド学習、およびドメイン適応学習 82
3.10 説明可能性、不確実性の定量化、アンダーフィッティングおよびオーバーフィッティング 82
3.10.1 説明可能性 82
3.10.2 不確実性の定量化 82
3.10.3 フィッティングエラー 82
3.11 過度な利用による非効率性:機械学習を適用すべきでない場合 83
3.12 エッジとクラウドの展開 83
4 バッテリーデータインフラ、センシング、およびコンピューティング 85
4.1 バッテリーデータの問題 85
4.1.1 データの不足、データサイクリングのコスト、および独自仕様のサイロ化 85
4.1.1.1 実験室データのコスト 85
4.1.1.2 独自仕様のサイロ化 85
4.1.2 オープンデータセットとベンチマーク 85
4.2 データパイプライン:BMSからAIへ 87
4.3 高度なセンシングハードウェア 88
4.3.1 電圧、電流、温度のセンシング 88
4.3.2 車載型電気化学インピーダンス分光法(EIS) 89
4.3.3 組み込み型光ファイバー、圧力、およびガスセンサー 89
4.3.4 ワイヤレスBMSおよびチップ・オン・セル・センシング 89
4.3.4.1 ワイヤレスBMS 89
4.3.4.2 チップ・オン・セル・センシング 90
4.4 BMS用シリコンおよびエッジAIプロセッサ 91
4.4.1 バッテリー監視用ICおよびアナログフロントエンド 91
4.4.1.1 測定精度 91
4.4.1.2 同期 91
4.4.1.3 サンプリングレートとデータ分解能 91
4.4.1.4 セルバランス調整 91
4.4.1.5 通信と絶縁 92
4.4.1.6 機能安全と診断 92
4.4.1.7 電圧・温度以外の統合センシング 92
4.4.1.8 新たなアプリケーション分野 92
4.4.1.9 市場構造 93
4.4.2 エッジAI向けマイクロコントローラおよびニューラルプロセッサ 93
4.4.3 AIサーバー用バックアップユニット(BBU)向けバッテリー管理IC 93
4.5 クラウドプラットフォームと接続性 94
4.5.1 テレマティクス、OTAアップデート、および車両データへのアクセス 94
4.5.2 クラウド型バッテリー(Battery-in-the-cloud)アーキテクチャ 94
4.6 材料探索のためのコンピューティング 95
4.6.1 DFTおよび分子動力学のためのHPCおよびGPUクラスタ 95
4.6.2 機械学習による原子間ポテンシャル 95
4.6.3 電池化学のための量子コンピューティング 95
4.7 データ標準と相互運用性 95
4.7.1 バッテリーパスポートのデータモデル 95
4.7.2 ギガファクトリーにおけるOPC UAとIT/OTの融合 96
4.8 サイバーセキュリティとデータガバナンス 96
5 AIを活用した電池材料探索(マテリアルインフォマティクス) 98
5.1 なぜ電池材料にAIを用いるのか 98
5.1.1 AIの魅力:広大な設計空間の探索 98
5.1.2 従来の材料探索とDFTの限界 98
5.1.3 マテリアル・インフォマティクス 99
5.1.4 AIを活用した研究開発のワークフロー 99
5.2 物性予測と材料のグループ化 101
5.2.1 データセットと記述子 101
5.2.1.1 教師なしグループ化 102
5.2.2 DFTとAIによる補間:リチウム拡散、電圧ウィンドウ、および安定性 102
5.3 プロセスの逆転:逆設計 102
5.3.1 情報に基づく選択と新規材料の創製 102
5.3.2 仮想スクリーニング 103
5.3.3 デ・ノボ設計と生成設計 104
5.3.3.1 大規模な生成設計の結果 104
5.3.4 大規模言語モデルとの連携および文献マイニング 104
5.4 材料スクリーニング時間の短縮 105
5.4.1 材料スクリーニングにおけるAIの有用性 105
5.4.2 AIを活用したスクリーニング時間短縮の事例研究 105
5.5 正極材料 106
5.5.1 高ニッケル・コバルトフリー層状酸化物 106
5.5.2 LFPおよびLMFPの最適化 106
5.5.3 無秩序ロックソルトおよびリチウムリッチ正極材料 106
5.6 負極材料 107
5.6.1 グラファイトおよびシリコン・カーボン複合材料 107
5.6.2 リチウム金属負極とデンドライト抑制 107
5.6.3 ナトリウムイオン電池用ハードカーボン 107
5.7 液体電解質 108
5.7.1 配合および添加剤の設計 108
5.7.2 溶媒安定性の予測 108
5.8 固体電解質 109
5.8.1 硫化物、酸化物、高分子、およびハロゲン化物系 109
5.8.2 事例研究:マイクロソフトおよびPNNLによるAIスクリーニングを用いた固体電解質 110
5.9 セル材料の組み合わせのAIベースの最適化 111
5.10 自律型(自動運転)実験室 111
5.10.1 ロボットによる合成と特性評価 111
5.10.2 閉ループ型アクティブラーニング 112
5.10.3 エージェント型AI実験室アシスタント 113
5.10.4 欧州のイニシアチブ:BIG-MAPおよびBattery 2030+ 114
5.10.5 商用自律型実験室 115
5.10.6 学術的なマイルストーンと移動ロボット 115
5.10.7 大手テクノロジー企業による自律走行研究所 115
5.11 重要鉱物の代替と供給リスクの軽減 116
5.12 バッテリー向けマテリアルインフォマティクスの主要プレイヤー 116
5.13 ビジネス分析 118
5.13.1 ビジネスモデルとパートナーシップ 118
5.13.2 既存の顧客・サプライヤー関係 118
5.13.3 差別化 118
5.13.4 課題:データ品質、解釈可能性、計算リソース、および適格性 119
5.13.4.1 データ品質と可用性 119
5.13.4.2 計算と実験のギャップ 119
5.13.4.3 解釈可能性と信頼 119
5.13.4.4 計算リソース 120
5.13.4.5 モデルの汎化 120
5.13.4.6 適格性と市場投入までの時間 120
5.13.4.7 知的財産とデータの所有権 120
5.13.4.8 規制および安全要件 121
5.13.4.9 スキル 121
5.13.5 マテリアルズ・インフォマティクス・プラットフォームの価格設定 121
5.13.6 SaaSビジネスモデルにおけるリスク 122
5.13.7 収益化の障壁 122
5.13.8 大手テクノロジープラットフォームと専門事業者間の競争 123
5.13.9 社内開発と統合 123
5.13.10 見通し 123
5.14 市場予測:電池向けマテリアルズ・インフォマティクス 2027年~2037年 123
6 電池化学別AIの応用 125
6.1 先進リチウムイオン電池:高ニッケル、LFP/LMFP、および350 Wh/kgへの道 125
6.2 シリコンおよびシリコン・カーボン負極 127
6.3 リチウム金属電池および負極レス電池 127
6.4 全固体および半固体電池 128
6.4.1 商用化状況 128
6.4.2 需要見通し 128
6.5 リチウム硫黄電池 130
6.6 ナトリウムイオン電池 130
6.6.1 商用化状況 130
6.6.2 需要見通し 131
6.7 LTOおよびニオブ酸電池 132
6.8 亜鉛系およびアルミニウムイオン電池 132
6.9 レドックスフロー電池 132
6.10 構造型、フレキシブル型、 プリント型およびその他の新興フォーマット 133
6.11 PFASフリーのバインダーおよび添加剤:規制主導の配合見直し 133
6.12 化学系別AIの活用機会 134
7 セルおよびパックの設計におけるAIの活用 136
7.1 試行錯誤からシミュレーション主導の設計へ 136
7.2 多変数セル設計の最適化 136
7.2.1 電極の厚さ、粒子径分布、バインダー含有量、および電解液比率 136
7.2.2 強化学習と組み合わせた遺伝的アルゴリズム 137
7.2.3 P2D物理モデルとAIを連携させ、設計シナリオを仮想的に検証 137
7.3 電極および微細構造の設計 138
7.3.1 画像に基づく微細構造の再構築 138
7.3.2 気孔率、曲折度、および充填率の最適化 138
7.3.3 厚型電極 138
7.4 セル形式とアーキテクチャ 139
7.4.1 大型セル形式とタブレス設計 (テスラ 4680) 139
7.4.2 バイポーラおよびデュアル電解質アーキテクチャ 139
7.4.2.1 バイポーラセルの動作原理 139
7.4.2.2 利点 139
7.4.2.3 課題 140
7.4.2.4 商用化の状況 140
7.4.2.5 AIがバイポーラ設計にどのように役立つか 140
7.4.2.6 デュアル電解質アーキテクチャ 140
7.4.2.7 バリエーション 141
7.4.2.8 デュアル電解質の課題 141
7.4.2.9 AIがデュアル電解質設計にどのように役立つか 141
7.4.3 実用例 141
7.4.3.1 大型タブレス円筒形セル 141
7.4.3.2 長尺プリズム型「ブレード」セル 142
7.4.3.3 高集積型セル・トゥ・パックシステム 142
7.4.3.4 多層電極 142
7.4.3.5 三次元集電体 142
7.4.3.6 厚い電極と簡素化されたセル設計 142
7.4.3.7 ドライ電極プロセス 142
7.4.3.8 バイポーラ設計 142
7.4.3.9 共通点 143
7.5 セルの性能とエネルギー密度 143
7.6 AI に基づくバッテリーパック設計構造の最適化 144
7.6.1 パック構造の最適化が重要な理由 144
7.6.2 最適なパック設計における重要な考慮事項 145
7.6.3 AIを活用した最適化ワークフロー 145
7.7 AIを活用したパック設計最適化に関する研究 146
7.8 セル・トゥ・パック、セル・トゥ・シャーシ、およびハイブリッドパック 148
7.8.1 セル・トゥ・パックおよびセル・トゥ・シャーシ 148
7.8.2 ハイブリッドバッテリーパック 148
7.9 ジェネレーティブデザイン、軽量化、および熱システム設計 149
7.10 リサイクルと持続可能性を考慮した設計 149
7.11 バッテリー設計およびシミュレーションソフトウェアの現状 150
7.12 市場予測:AIを活用したセルおよびパック設計 2027~2037年 151
8 セル試験、モデリング、および寿命予測におけるAIの活用 152
8.1 従来のセル試験:欠点と課題 152
8.2 ハイスループット自動試験におけるAIの活用 153
8.3 セルモデリングのためのデータ形式 153
8.4 実験計画法および異常データの特定におけるAIの活用 154
8.5 寿命モデリングと初期寿命予測 154
8.6 劣化モデリング 155
8.6.1 SEIの成長、リチウムメッキ、および活物質の損失 155
8.6.2 増分容量、差動電圧、およびEISによる健全性指標 156
8.7 残存有効寿命(RUL)の予測手法 157
8.7.1 モデルベースの手法 157
8.7.2 確率過程法:ウィーナー、ガンマ、マルコフ 157
8.7.3 従来の機械学習手法 158
8.7.4 ディープラーニング手法 158
8.7.5 ハイブリッド融合アプローチ 158
8.8 温度および圧力シミュレーション 160
8.9 データ主導型セルアーキテクチャの最適化 161
8.10 セル断面欠陥タイプのAI分類 161
8.11 試験モード別のアルゴリズム的アプローチ 162
8.12 試験室の自動化と認証への影響 163
8.13 セル試験におけるAI関連企業 164
8.14 ビジネス分析 165
8.14.1 代表的なビジネスモデル 165
8.14.2 差別化 165
8.14.3 課題 165
8.14.3.1 信頼と受容 165
8.14.3.2 化学系およびプロトコル間の汎用性 166
8.14.3.3 稀な故障モードや後期に現れる故障モードの捕捉 166
8.14.3.4 データへのアクセスと機密性 166
8.14.3.5 データの品質と一貫性 166
8.14.3.6 実験室インフラとの統合 166
8.14.3.7 規制および認証上の障壁 167
8.14.3.8 商業的価値の実証 167
8.14.4 展望 167
8.14.4.1 短期(2027年~2030年) 167
8.14.4.2 中期(2030年~2034年) 167
8.14.4.3 長期(2034~2037年) 167
8.14.4.4 構造変化 167
8.15 市場予測:AIセル試験 2027~2037年 168
9 セル組立および製造におけるAIの活用 169
9.1 従来の製造プロセスの概要 169
9.2 ギガファクトリーの量産立ち上げにおける課題 170
9.2.1 量産立ち上げ時のスクラップ率 170
9.2.2 生産開始から目標歩留まり達成までの間の 生産開始から目標歩留まりに至るまでの「死の谷」 170
9.3 産業現場におけるデータ品質とデータ収集の課題 171
9.4 工程別AI活用事例 172
9.5 欠陥検出および品質管理のためのビジョンAI 173
9.5.1 コーティングの不均一性、電極表面の欠陥、および積層位置ずれ 173
9.5.2 X線およびCT検査 173
9.5.3 超音波および音響検査 174
9.6 ストリーミングプロセス分析と予防制御 175
9.6.1 電解液注入量、カレンダー圧、および乾燥条件 175
9.6.2 欠陥の発生を事前に予測する 175
9.7 電極のコーティングおよび乾燥シミュレーション 176
9.8 成形およびエージング:AIによるプロトコルの短縮 176
9.9 製造およびセル組立におけるアルゴリズム的アプローチ 177
9.10 工場のデジタルツイン、バーチャルコミッショニング、およびFAT/SAT 177
9.11 予知保全、MES、およびIT/OTの統合 178
9.11.1 予知保全 178
9.11.2 製造実行システム(MES) 178
9.12 セルおよびパック組立におけるロボティクスとフィジカルAI 178
9.13 スマートバッテリー製造の主要企業 179
9.14 ビジネス分析 180
9.14.1 スマート製造の主要プレーヤーの種類 180
9.14.1.1 垂直統合型セルメーカー 180
9.14.1.2 産業用ソフトウェアおよびオートメーションプロバイダー 180
9.14.1.3 装置メーカー 181
9.14.1.4 検査技術プロバイダー 181
9.14.1.5 AI分析専門企業 181
9.14.1.6 バッテリーデータプラットフォーム 181
9.14.1.7 システムインテグレーターおよびエンジニアリング企業 181
9.14.1.8 研究機関 181
9.14.2 課題 182
9.14.2.1 初期投資と回収の見通しの不透明さ 182
9.14.2.2 異種機器との統合 182
9.14.2.3 データの品質と系譜 182
9.14.2.4 モデルの維持管理とドリフト 182
9.14.2.5 人材不足 183
9.14.2.6 組織的・文化的な障壁 183
9.14.2.7 サイバーセキュリティ 183
9.14.2.8 データの所有権とベンダーロックイン 183
9.14.2.9 パイロット段階からのスケールアップ 183
9.14.3 今後の見通し 183
9.14.3.1 大手セルメーカー 183
9.14.3.2 新規参入企業およびスタートアップ 184
9.14.3.3 ソリューションの適応方法 184
9.14.3.4 政策支援 184
9.14.3.5 次世代化学系 184
9.14.3.6 全体的な見通し 185
9.15 市場予測:バッテリー製造におけるAI 2027~2037年 185
10 次世代BMSおよびバッテリー分析 187
10.1 バッテリー管理システム(BMS):目的とマルチセルパック管理 187
10.2 既存のBMSの限界と次世代BMSの必要性 187
10.3 ビッグデータとAIを統合した次世代BMS 188
10.4 AIモデル開発のためのデータ前処理 190
10.4.1 前処理手順 190
10.4.2 ヘルス指標が動作環境およびデータ収集条件を反映しなければならない理由 190
10.4.3 ヘルス指標の抽出方法 190
10.4.4 限界と具体例 191
10.5 診断のためのデータ構造と形式 192
10.6 状態推定:SoC、SoH、SoP、SoEおよび内部温度 193
10.7 故障検出と異常診断 193
10.7.1 バッテリーの時系列予測のための深層学習モデルの選定 193
10.7.2 異常検出および故障診断のための深層学習モデルの選定 194
10.7.3 ケーススタディ:安全な運用に向けたデータパターニングと異常診断 194
10.8 プリスクリプティブAI:予測から推奨アクションへ 195
10.9 AI最適化充電:適応型および劣化を考慮したプロトコル 196
10.10 熱暴走の早期検知と高度なパックセンサー 196
10.10.1 高度なセンサー技術 197
10.10.2 センサー市場の展望 197
10.10.3 統合と予知保全への道 198
10.11 ワイヤレスBMSとリモートモニタリング 198
10.12 エッジAI 199
10.12.1 事例研究:組み込みLinuxによるリアルタイム寿命予測 199
10.12.2 サムスンGalaxy S25のバッテリーAI 199
10.12.3 イートロンとシンティアント 199
10.12.4 LGエナジーソリューションとクアルコム 199
10.12.5 テスラのBMS:走行中の最適化 199
10.13 クラウドバッテリー分析:フリート、 保証、残存価値、保険 200
10.14 バッテリー・パスポート 200
10.15 バッテリー診断・管理におけるAI関連企業 201
10.16 ビジネス分析 202
10.16.1 ビジネスモデル 202
10.16.1.1 サービスとしてのソフトウェア(SaaS) 202
10.16.1.2 組み込みソフトウェアライセンス 202
10.16.1.3 認証およびレポート作成サービス 203
10.16.1.4 成果ベースのモデル 203
10.16.1.5 ハードウェアとソフトウェアのバンドル 204
10.16.1.6 ハイブリッドおよびプラットフォームモデル 204
10.16.2 差別化 205
10.16.2.1 モデルの精度および実際の現場結果に対する検証 205
10.16.2.2 データの規模 205
10.16.2.3 物理学に基づくアプローチ 205
10.16.2.4 統合 206
10.16.3 課題 207
10.16.3.1 データへのアクセス 207
10.16.3.2 エッジ側の制約 207
10.16.3.3 認証 207
10.16.3.4 価格圧力 208
10.16.3.5 価値の証明 208
10.16.4 展望 209
10.16.4.1 モビリティ分野全体への拡大 209
10.16.4.2 アナリティクスとBMSの融合 209
10.16.4.3 ライフサイクル全体への拡大 210
10.16.4.4 世界的な普及 210
10.16.4.5 市場の進化 210
10.17 市場予測:バッテリー診断およびBMSアナリティクス 2027~2037年 210
11 EV、エネルギー貯蔵、データセンターにおけるバッテリー運用向けAI 213
11.1 電力網におけるEV運用に向けたAI 213
11.1.1 電力網を意識したEV運用にAIが必要な理由 213
11.1.2 事例研究 213
11.1.2.1 OEM共同プラットフォーム 214
11.1.2.2 自動充電を伴うエネルギー小売業者の料金体系 214
11.1.2.3 電力会社による管理充電プログラム 214
11.1.2.4 車両から電力網への電力供給(V2G)サービス 214
11.1.2.5 中国における大規模パイロット事業 214
11.2 EVバッテリーの最適運用に向けたAIベースの充電 216
11.2.1 AIを活用した充電が必要な理由 216
11.2.2 事例研究 216
11.2.2.1 走行区間ごとの充電最適化 216
11.2.2.2 超高出力充電 216
11.2.2.3 大規模なバッテリースワップ 217
11.2.2.4 新興市場における「Battery-as-a-Service(BaaS)」 217
11.2.2.5 適応型充電ソフトウェア 217
11.2.2.6 商用車両向けデポ充電 217
11.2.2.7 AIによる最適化された急速充電に関する研究 218
11.3 スマート充電およびV2Gプラットフォーム 219
11.3.1 スマート充電とV1G 219
11.3.2 双方向充電 219
11.3.2.1 AIの役割 219
11.3.3 劣化コスト 219
11.3.4 スケールアップ 219
11.4 エネルギー貯蔵システム(ESS)のためのAIベースの環境制御 220
11.4.1 環境制御がバッテリーの経年劣化特性を反映しなければならない理由 220
11.4.2 既存の制御戦略の限界 220
11.4.3 EIS画像に基づく稼働環境の分類 220
11.4.4 最適なESS稼働のためのAIベース制御戦略の設計 221
11.5 BESSのディスパッチ、エネルギー取引、および増強計画 222
11.5.1 蓄電の経済性 222
11.5.2 AIを活用したディスパッチおよび取引プラットフォーム 222
11.5.3 増強計画 222
11.5.4 長時間蓄電 222
11.6 クラウドサーバーにおけるビッグデータ管理 223
11.6.1 データ量の増加に伴いクラウドデータ管理が重要となる理由 223
11.6.2 大規模EVデータの運用パターンイメージ 223
11.6.3 ストレージ効率化のためのデータ圧縮 224
11.6.4 クラウドにおける寿命予測モデルの最適化 224
11.7 データセンター、商業施設および産業施設向けのバッテリーストレージ 225
11.7.1 バッテリー需要の牽引役としてのAIデータセンター 225
11.7.1.1 需要見通し 225
11.7.2 AIサーバー用バッテリーバックアップ装置 226
11.8 バッテリー交換、 Battery-as-a-Service、および新たなビジネスモデル 227
12 バッテリーのデジタルツイン 228
12.1 デジタルツインの概念と技術 228
12.1.1 概念と期待されるメリット 228
12.1.2 デジタルツインの構成要素 228
12.1.3 導入と活用 229
12.1.4 主要な基盤技術 230
12.1.5 デジタルツインの最適化 230
12.2 バッテリー開発におけるデジタルツイン 230
12.2.1 バッテリーへの応用 230
12.2.2 バッテリー・デジタルツインの階層構造 231
12.2.3 バッテリー・デジタルツインの展望 231
12.2.4 デジタルツインを用いたバッテリーのモデリング 232
12.2.5 バッテリーへのデジタルツイン適用における課題 232
12.2.5.1 観測可能性の制限 232
12.2.5.2 パラメータ化 232
12.2.5.3 モデルの精度と計算コストのバランス 233
12.2.5.4 ライフサイクル全体にわたるデータの継続性 233
12.2.5.5 検証 233
12.2.5.6 モデルのドリフトとメンテナンス 233
12.2.5.7 統合と相互運用性 233
12.2.5.8 不確実性の定量化 234
12.2.5.9 コストとビジネスケース 234
12.2.5.10 データの所有権とプライバシー 234
12.2.5.11 セキュリティ 234
12.2.5.12 スキル 234
12.3 デジタルツインの機能 234
12.3.1 SoX推定およびセルバランス調整 234
12.3.2 高度な故障診断およびRUL推定 235
12.4 ライフサイクル全体への展開:製造、熱管理、バッテリーパスポート、およびV2G 236
12.5 バッテリー・デジタルツイン・プラットフォーム 236
12.5.1 バッテリー・デジタルツイン・プラットフォームの構築 236
12.5.2 統合プラットフォームの比較 236
12.6 デジタルツインとクラウドBMS 237
12.6.1 デジタルツインに基づく状態推定の動向 237
12.6.2 仮想バッテリーモデル 238
12.6.3 デジタルツインBMSの事例研究 238
12.7 市場予測:バッテリー・デジタルツイン 2027~2037年 239
13 セカンドライフの評価とバッテリーの再利用 241
13.1 セカンドライフ電池の概要 241
13.1.1 セカンドライフの流通経路の決定 241
13.1.2 廃棄時の数量 241
13.2 安全上の懸念、規制、およびバッテリーパスポート 242
13.2.1 安全上のリスク 242
13.2.2 規制と規格 243
13.2.3 バッテリーパスポート 243
13.3 AIの役割 243
13.4 再利用コスト削減に向けたAIベースの迅速診断 244
13.4.1 迅速診断が必要な理由 244
13.4.2 中古バッテリーの受入における重要な考慮事項 244
13.4.3 ワンホットエンコーディングを用いたSOHの迅速診断 245
13.4.4 AdaBoostによるSOH迅速診断の精度向上 245
13.4.5 AIを活用した迅速診断技術に関する研究 245
13.5 バッテリー再利用のためのAIベースの再グループ化 246
13.5.1 既存の再利用プロセスの限界 246
13.5.2 RLS偏差故障診断を用いた不良セルの除去 246
13.5.3 RULに基づく再編成アルゴリズム 246
13.6 バッテリーのライフ応用と経済性 247
13.6.1 経済性 249
13.6.2 AIの貢献 249
13.7 セカンドライフ評価におけるAI関連企業 249
13.8 ビジネス分析 250
13.8.1 収益源 250
13.8.2 関係者の種類 251
13.8.2.1 診断の専門家 251
13.8.2.2 マーケットプレイス運営者 251
13.8.2.3 セカンドライフ・システムインテグレーター 251
13.8.2.4 OEMおよびセルメーカー 251
13.8.2.5 リサイクル業者 251
13.8.2.6 エネルギー企業および公益事業者 252
13.8.2.7 保険会社、金融機関、認証機関 252
13.8.3 差別化要因 252
13.8.3.1 評価のスピードとコスト 252
13.8.3.2 精度と認証された信頼性 252
13.8.3.3 対象範囲の広さ 252
13.8.3.4 初期運用データの入手 252
13.8.3.5 バリューチェーン全体にわたる統合 252
13.8.3.6 システム設計および運用能力 253
13.8.3.7 保証の充実度 253
13.8.3.8 規制順守および文書化 253
13.8.4 課題 253
13.8.4.1 バッテリー履歴へのアクセス 253
13.8.4.2 バッテリーの異質性 253
13.8.4.3 新品バッテリー価格の下落に伴う経済性 253
13.8.4.4 リサイクルとの競合 254
13.8.4.5 安全性と責任 254
13.8.4.6 規制と認証 254
13.8.4.7 物流と規模 254
13.8.4.8 保証および性能リスク 254
13.8.4.9 資金調達へのアクセス 254
13.8.5 展望 254
13.8.5.1 2030年以降の数量の伸び 255
13.8.5.2 ファーストライフとセカンドライフの分析の融合 255
13.8.5.3 標準化と認証 255
13.8.5.4 進化するビジネスモデル 255
13.9 市場予測:AIによるセカンドライフ評価 2027~2037年 256
14 バッテリーリサイクルにおけるAIの活用 257
14.1 既存のリサイクルプロセスの限界とAI導入の意義 257
14.2 リサイクル技術 258
14.2.1 水溶液冶金法 258
14.2.2 火法冶金法 258
14.2.3 直接リサイクル 258
14.2.4 その他の方法 258
14.3 リサイクルプロセス全体におけるAIの活用 259
14.3.1 選別と化学成分の同定 259
14.3.2 ロボットおよびビジョンガイドによる分解 260
14.3.3 ブラックマスの特性評価 260
14.3.4 湿式冶金および直接リサイクルプロセスの制御 260
14.4 特定部品のリサイクルおよびリチウムイオン以外の化学系 262
14.4.1 構成部品の回収 262
14.4.2 リチウムイオン電池以外の化学系 262
14.5 トレーサビリティ、バッテリーパスポート、およびEUの目標 262
14.6 AIを活用するリサイクル事業者 263
14.6.1 中国の事業者 264
14.6.2 技術プロバイダー 264
14.7 市場予測:バッテリーリサイクルにおけるAIの活用 2027年~2037年 264
15 最終用途市場 266
15.1 電気自動車 266
15.1.1 2025年の販売台数 266
15.1.2 2026年初頭および見通し 266
15.1.3 バッテリー需要 266
15.1.4 乗用車 267
15.1.4.1 開発 267
15.1.4.2 製造 267
15.1.4.3 運用 267
15.1.4.4 残存価値と保証 268
15.1.4.5 普及状況 268
15.1.5 商用車および大型トラック 268
15.1.5.1 市場の成長 268
15.1.5.2 特有のバッテリー要件 268
15.1.5.3 インフラ 269
15.1.6 二輪車および三輪車 269
15.1.6.1 バッテリー交換およびBaaS 269
15.1.6.2 AIに関する要件 269
15.1.6.3 電池の化学組成とコスト 270
15.1.7 地域ごとの動向 270
15.1.8 中古EV市場とバッテリー健全性認証 270
15.1.8.1 信頼性の格差 270
15.1.8.2 モデル間のばらつき 270
15.1.8.3 実務における認証 270
15.1.8.4 認証の義務化に向けて 271
15.1.8.5 評価手法 271
15.2 定置型エネルギー貯蔵 272
15.2.1 2025年の成長 272
15.2.2 見通し 272
15.2.3 推進要因 272
15.2.4 ユーティリティ規模のBESS 273
15.2.4.1 AIが重要な理由 273
15.2.4.2 課題 274
15.2.5 商業・産業・住宅用蓄電 274
15.2.5.1 新しいビジネスモデル 274
15.2.6 データセンターのバックアップおよびオンサイト蓄電 274
15.2.7 長時間蓄電 275
15.2.8 地域別の動向 275
15.2.8.1 中国 275
15.2.8.2 その他の地域 275
15.3 民生用電子機器およびウェアラブル機器 276
15.4 オフハイウェイ機械:建設、農業、鉱業 277
15.5 ロボティクス、ドローン、および物理AIプラットフォーム 277
15.5.1 ヒューマノイドロボット 277
15.5.1.1 エネルギー需要 277
15.5.1.2 現在のバッテリーパック 278
15.5.1.3 重量の制約 278
15.5.2 自律移動ロボットおよび倉庫の自動化 279
15.5.3 ドローン 279
15.5.4 AIの応用 279
15.5.5 展望 280
15.6 航空およびeVTOL 281
15.6.1 eVTOL航空機 281
15.6.1.1 商用化の進捗 281
15.6.1.2 バッテリー要件 281
15.6.1.3 eVTOLにおけるAIの応用 282
15.6.1.4 検証と説明可能性 282
15.6.2 ハイブリッド電気航空機 282
15.6.3 航空分野におけるバッテリー技術ロードマップ 283
15.6.4 展望 283
15.7 船舶および鉄道 284
15.7.1 船舶 284
15.7.2 鉄道 284
15.8 防衛 284
15.9 医療機器 285
15.10 応用分野の比較分析 285
16 2027年~2037年の世界市場予測 287
16.1 予測の範囲と方法論 287
16.2 市場全体 287
16.3 ユースケース別 288
16.3.1 主要セグメント 288
16.3.2 最も成長が著しいセグメント 289
16.4 対応容量別バッテリー診断 289
16.5 AI技術別 290
16.6 導入形態別:クラウド、エッジ、オンプレミス 291
16.7 提供形態別:ソフトウェア、サービス、AI搭載ハードウェア 292
16.8 電池化学組成別 292
16.8.1 LFPおよびLMFP 292
16.8.2 高ニッケルNMC/NCA 292
16.8.3 次世代化学組成 293
16.9 地域別 293
16.10 シナリオ分析:弱気、ベース、強気の各ケース 294
16.11 スタック全体における価値プールの分布 296
17 地域別市場とバッテリー政策エコシステム 298
17.1 バッテリーAIに対する地域別需要パターン 298
17.1.1 欧州:「バッテリー・パスポート」主導の分析およびセカンドライフ評価 298
17.1.2 北米:材料インフォマティクスおよびAIを活用したセル試験 298
17.1.3 東アジア:製造および開発用途 298
17.2 中国 299
17.2.1 制度のマッピングと第15次五カ年計画の優先事項 299
17.2.2 全固体電池およびナトリウムイオン電池に関するイノベーション政策 300
17.2.3 バッテリー技術の輸出規制 300
17.2.4 中国のセルメーカーによるAIの導入 301
17.2.4.1 エコシステムの規模 301
17.2.4.2 需要の牽引要因 301
17.2.4.3 AIの活用 301
17.2.5 マテリアル・ゲノム・エンジニアリング 301
17.3 韓国 302
17.3.1 K-Battery戦略と次世代研究開発資金 302
17.3.1.1 機関 302
17.3.1.2 経時的な戦略 302
17.3.1.3 需要対策 302
17.3.2 バッテリーハブ: 浦項(ポハン)と清州(チョンジュ)・梧倉(オチャン) 302
17.3.2.1 現状 303
17.3.3 「フルスタック」AI・エネルギー・バッテリー戦略 303
17.3.4 韓国の電池メーカーによるAIを活用した開発戦略 303
17.3.5 AI主導の科学プログラム 304
17.4 日本 304
17.4.1 電池産業戦略とグリーン・トランスフォーメーションの目標 304
17.4.1.1 進捗と課題 305
17.4.1.2 業界再編 305
17.4.2 NEDOのプログラムと「先進電池コラボレーション」 305
17.4.3 NIMSおよびAISTのデータ駆動型材料プラットフォーム 305
17.5 欧州連合 305
17.5.1 電池規制、BATT4EUおよびBattery 2030+ 305
17.5.1.1 研究プログラム 306
17.5.2 各国戦略:ドイツ、フランス、ハンガリー、ポーランド 306
17.5.2.1 2025年末時点における欧州の立場 306
17.5.3 産業加速法(Industrial Accelerator Act)およびバッテリー・ブースター・ファシリティ(Battery Booster Facility) 307
17.5.3.1 スケールアップ政策 307
17.5.3.2 AIへの影響 307
17.6 米国 307
17.6.1 エネルギー省(DOE)、ARPA-Eおよび国立研究所のプログラム 307
17.6.2 定置型蓄電および防衛分野への政策転換 308
17.6.2.1 容量拡大 308
17.6.2.2 政策の転換 308
17.6.2.3 AIへの影響 308
17.6.3 マテリアル・ゲノム・イニシアティブ 308
17.7 英国 308
17.7.1 AIの強み 308
17.7.2 市場の推進要因 309
17.8 カナダおよびインド 309
17.9 その他の地域:モロッコ、オーストラリア、東南アジア 309
17.10 世界の電池製造能力 310
18 規制、基準、および技術主権 312
18.1 電池安全基準とAIの検証 312
18.2 バッテリーパスポートとデータ共有規則 313
18.2.1 パスポートの適用範囲 313
18.2.2 AIにとっての意味 314
18.2.3 より広範なデータアクセス規則 314
18.3 AI規制:EU AI法、米国および中国の枠組み 314
18.3.1 EU AI法 314
18.3.2 バッテリーAIへの影響 315
18.3.3 米国 315
18.3.4 中国 315
18.4 AIベースのBMSの機能安全(ISO 26262、ISO 21448、ISO/PAS 8800) 315
18.5 規格の策定:IEC、SAE、IEEEおよび各国のプログラム 316
18.6 PFASの規制および材料規制 317
18.7 輸出管理と技術主権 317
19 バッテリーメーカー、EV OEM、プラットフォーム企業によるAIの導入 320
19.1 バッテリーセルおよび材料メーカー 320
19.2 EV OEM 323
19.4 プラットフォーム企業および研究機関 325
20 競争環境、投資および見通し 329
20.1 ユースケース別の競争動向 329
20.2 主要プレイヤーの種類:スタートアップ、既存ソフトウェア企業、電池メーカー、OEM 330
20.3 ビジネスモデルと収益源 331
20.4 戦略的提携と合弁事業 332
20.5 投資と資金調達 333
20.5.1 戦略的投資家 333
20.6 M&Aの動向 334
20.7 特許動向 335
20.7.1 成長 335
20.7.2 管轄区域別 335
20.8 導入の障壁 336
20.8.1 技術的:データの不足、汎化性、解釈可能性 336
20.8.2 経済的障壁:ROI、投資回収期間、および購入者の分散 336
20.8.3 組織的障壁:データサイエンスおよび電気化学分野における人材不足 337
20.9 2030年~2037年の新たなフロンティア 338
20.9.1 センシング機能と自己修復機能を組み込んだスマートセル 338
20.9.2 量子・AIハイブリッドによる材料発見 338
20.9.3 バッテリーのライフサイクル全体にわたるエージェント型AI 338
21 企業プロファイル 339(95社の )
22 付録 434
22.1 調査方法 434
22.2 予測の前提条件 437
22.3 用語・略語集 439
23 参考文献 441
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Summary

Artificial intelligence is rapidly becoming a core technology across the battery value chain. It is changing how batteries are discovered, designed, tested, manufactured, managed, reused and recycled. The market for AI-driven battery technology spans AI software, AI-enabled services and AI-specific hardware, such as vision inspection systems and edge-AI battery management processors. It is set for strong growth over the next decade, as battery demand expands and AI becomes embedded in every stage of the lifecycle. The past twelve months have marked a turning point. AI has moved from pilot projects to company-wide transformation programmes at the world's leading cell makers, with targets for large productivity gains and AI governance overseen at board level. Recent developments include:
-
Generative AI in R&D. Materials foundation models and generative design tools have entered commercial battery R&D. Battery developers now offer AI-driven materials discovery platforms that screen millions of candidate electrolytes and electrode materials.
-
Sodium-ion. Sodium-ion batteries have entered mass production for passenger vehicles. Solid-state batteries are approaching commercial launch, and both chemistries rely heavily on AI-accelerated development.
-
Regulation and trade. The EU battery passport, due from February 2027, is turning battery state-of-health data into a regulated asset. Export controls on advanced battery technology have made data, models and process know-how matters of national strategy.
-
New demand. AI data centres, humanoid robots, drones and electric aircraft have emerged as new sources of battery demand. Each needs sophisticated battery intelligence.
Looking ahead, the fastest growth is expected in:
-
Second-life assessment, as the first large wave of retired EV batteries arrives after 2030;
-
Recycling, under circular-economy regulation;
-
Digital twins, linking data across the battery lifecycle;
-
Materials informatics, driven by next-generation chemistries.
Stationary storage and data centres are becoming the fastest-growing customer groups. On-edge AI will take a rapidly rising share of battery analytics as neural processors spread through battery management hardware. Adoption will follow three waves:
-
Analytics and BMS intelligence in the late 2020s.
-
AI-native manufacturing and accelerated materials discovery in the early 2030s.
-
Autonomous laboratories and fully digital-twin-based development by the mid-2030s.
Competitive advantage will go to companies that combine proprietary battery data, deep electrochemical expertise, validated physics-informed models and integration across the full battery lifecycle. Battery development is moving from an experiment-centred process to a data-centred one, and AI capability is becoming as strategically important as manufacturing scale.
The Global Market for Artificial Intelligence (AI) Battery Technology 2027–2037 is a comprehensive analysis of how AI is transforming every stage of the battery lifecycle, and of the commercial opportunities this creates. The report analyses nine AI use-case arenas:
-
materials informatics;
-
cell and pack design;
-
cell testing and modelling;
-
manufacturing and quality control;
-
BMS and battery analytics;
-
application operation;
-
digital twins;
-
second-life assessment;
-
recycling.
Report contents include:
-
Global market forecasts 2027–2037 by use case, AI technique, deployment, offering, chemistry, end use and region
-
Bear, base and bull scenario analysis and value-pool distribution across the technology stack
-
Analysis of machine learning, deep learning, physics-informed models, generative AI, foundation models and agentic AI for batteries
-
Battery data infrastructure, public datasets, advanced sensing, BMS silicon and edge-AI processors
-
AI-driven materials discovery, universal interatomic potentials and autonomous laboratories
-
AI in cell and pack design, testing, lifetime prediction and gigafactory manufacturing
-
Next-generation BMS, cloud analytics, on-edge AI and battery health certification
-
AI for EV charging, V2G, BESS dispatch and data-centre battery management
-
Battery digital twins across the lifecycle
-
Second-life assessment, regrouping and AI in recycling
-
AI opportunities by battery chemistry and end-use market
-
Regional policy ecosystems, battery passports, AI regulation, safety standards and export controls
-
AI adoption by cell makers, EV OEMs and platform companies
-
Competitive landscape, partnerships, funding, M&A and patent analysis
-
Profiles of 95 companies. Companies profiled include About:Energy, ACC (Automotive Cells Company), ACCURE Battery Intelligence, Addionics, Aegis Critical Energy Defence, Aionics, Altilium, Anabatic Semi, Analog Devices, Atinary Technologies, B2U Storage Solutions, BASF, BattGenie, Blue Solutions, BMW Group, Bosch, Breathe Battery Technologies, Brightfield AI/Voltus, Brill Power, CATL, Chemix, Circulor, Circunomics, Citrine Informatics, Cling Systems, Cognex, Connected Energy, CuspAI, Dassault Systèmes, DellCon, DNV (Veracity), DP Technology, Dragonfly Energy, Dukosi, Dunia Innovations, Eatron Technologies, EcoPro, Electra Vehicles, Elisa IndustrIQ, Elysia Battery Intelligence (Fortescue Zero), EnPower Greentech, enspired, Envision AESC, Eonix Energy, EthonAI, EVE Energy, Fluence Energy, Gaussion, GBatteries, Glimpse Engineering, Google DeepMind, Huawei Digital Power, Intellegens and more....
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Table of Contents
1 EXECUTIVE SUMMARY 37
1.1 Scope of This Report 37
1.2 AI Growth Drivers in the Battery Industry 37
1.2.1 Net-zero targets and the electrification push 37
1.2.2 Energy density, cost and critical-material constraints 37
1.2.3 Regulatory pull: the EU Battery Passport 38
1.2.4 Regional demand patterns: Europe, North America and East Asia 38
1.3 Challenges Facing the Rechargeable Battery Industry 38
1.4 How AI Applies Across the Battery Lifecycle 39
1.5 Five Benefits of AI: Development Speed, Cost, Performance, Sustainability and Market Responsiveness 40
1.6 Paradigm Shifts: From Experiment-Centred to Data-Centred Development 41
1.7 AI Disruption of the Battery Supply Chain 42
1.8 Use-Case Benchmarking and Maturity 43
1.9 AI in Batteries for Electric Vehicles 46
1.10 AI in Batteries for Stationary Storage and Data Centres 46
1.11 Interest by Region 47
1.12 Market Findings 48
1.12.1 Battery diagnostics by capacity served and market value 49
1.12.2 On-edge AI: diagnostics and performance enhancement 49
1.12.3 Materials informatics, cell testing and second-life assessment 50
1.13 Three-Wave Adoption Framework 50
1.13.1 Wave 1: Analytics and BMS intelligence (2027–2030) 50
1.13.2 Wave 2: AI-native manufacturing and accelerated materials (2030–2034) 50
1.13.3 Wave 3: Autonomous discovery and fully digital-twin-based development (2034–2037) 50
1.14 The Investment Surge 51
1.15 The Past Twelve Months 52
1.15.1 Generative AI and foundation models enter battery R&D 52
1.15.2 Leading cell makers launch company-wide AI transformation 52
1.15.3 Battery passports approach enforcement amid calls for phasing 53
1.15.4 Export controls reshape access to advanced battery technology 53
1.15.5 Stationary storage and AI data centres become the growth engine 54
1.15.6 Robotics, drones and aviation emerge as new battery markets 54
1.15.7 EV demand slowdown sharpens focus on cost and productivity 54
1.16 Strategic Imperatives for Cell Makers, OEMs, Utilities and Software Vendors 55
1.17 Major Market Players 55
2 INTRODUCTION: AI AND THE BATTERY VALUE CHAIN 57
2.1 Defining AI-Driven Battery Technology 57
2.2 Machine Learning vs. Artificial Intelligence 58
2.3 The Battery Market Context 58
2.3.1 Global Li-ion demand by application 58
2.3.2 Li-ion vs. beyond-Li-ion demand 59
2.3.3 Chemistry mix: NMC, LFP/LMFP, sodium-ion, solid-state, silicon anode 60
2.3.4 Cost trajectory and pack-price outlook 62
2.4 Traditional Battery Development: Sequential, Experiment-Centred and Slow 63
2.5 What Has Changed: Why AI Is Deployable Now 64
2.5.1 Connected-fleet data volumes 64
2.5.2 Cloud and edge compute cost curves 64
2.5.3 Open battery datasets and benchmarks 64
2.5.4 Foundation models for chemistry and materials 64
2.6 The Economic Case for AI in Batteries 65
2.6.1 R&D cost and time savings 65
2.6.2 Manufacturing yield and defect reduction 65
2.6.3 Lifetime extension and warranty cost reduction 66
2.7 Market Architecture: Nine AI Use-Case Arenas 67
3 MACHINE LEARNING FUNDAMENTALS FOR BATTERY APPLICATIONS 70
3.1 AI as a Moving Target: Definitions and Scope 70
3.2 The Importance of Data: Quality, Dimensionality and Standardised Structures 70
3.3 Learning Paradigms 71
3.3.1 Supervised learning 71
3.3.2 Unsupervised learning 71
3.3.3 Problem classes: regression, classification, clustering and anomaly detection 72
3.3.4 Reinforcement learning and the exploration–exploitation trade-off 72
3.3.5 Semi-supervised and active learning 72
3.4 Classical Algorithms 73
3.4.1 Support vector and relevance vector machines 73
3.4.2 Decision trees, random forests and gradient boosting 73
3.4.3 k-nearest neighbour and k-means clustering 74
3.4.4 Principal component analysis 74
3.4.5 Gaussian process regression 74
3.5 Neural Networks and Deep Learning 74
3.5.1 The artificial neuron and the training process 74
3.5.2 Feedforward, recurrent (LSTM, GRU) and convolutional networks 75
3.5.3 Generative adversarial networks and transformers 75
3.5.4 Graph neural networks for materials 75
3.5.5 Universal machine-learned interatomic potentials 77
3.6 Natural Language Processing and Large Language Models 78
3.7 Physics-Informed and Hybrid Models 79
3.7.1 Electrochemical (P2D, SPM) and equivalent circuit models 79
3.7.2 Kalman and particle filtering 79
3.7.3 Physics-informed neural networks 80
3.8 Generative AI, Foundation Models and Agentic AI 81
3.9 Transfer, Federated and Domain-Adaptive Learning 82
3.10 Explainability, Uncertainty Quantification, Under-Fitting and Over-Fitting 82
3.10.1 Explainability 82
3.10.2 Uncertainty quantification 82
3.10.3 Fitting errors 82
3.11 The Inefficiency of Overuse: When Not to Apply Machine Learning 83
3.12 Edge vs. Cloud Deployment 83
4 BATTERY DATA INFRASTRUCTURE, SENSING AND COMPUTE 85
4.1 The Battery Data Problem 85
4.1.1 Data scarcity, cost of cycling data and proprietary silos 85
4.1.1.1 Laboratory data costs 85
4.1.1.2 Proprietary silos 85
4.1.2 Open datasets and benchmarks 85
4.2 The Data Pipeline: From BMS to AI 87
4.3 Advanced Sensing Hardware 88
4.3.1 Voltage, current and temperature sensing 88
4.3.2 On-board electrochemical impedance spectroscopy (EIS) 89
4.3.3 Embedded fibre-optic, pressure and gas sensors 89
4.3.4 Wireless BMS and chip-on-cell sensing 89
4.3.4.1 Wireless BMS 89
4.3.4.2 Chip-on-cell sensing 90
4.4 BMS Silicon and Edge-AI Processors 91
4.4.1 Battery-monitoring ICs and analogue front ends 91
4.4.1.1 Measurement accuracy 91
4.4.1.2 Synchronisation 91
4.4.1.3 Sampling rates and data resolution 91
4.4.1.4 Cell balancing 91
4.4.1.5 Communication and isolation 92
4.4.1.6 Functional safety and diagnostics 92
4.4.1.7 Integrated sensing beyond voltage and temperature 92
4.4.1.8 New application segments 92
4.4.1.9 Market structure 93
4.4.2 Microcontrollers and neural processors for on-edge AI 93
4.4.3 Battery-management ICs for AI-server backup units (BBUs) 93
4.5 Cloud Platforms and Connectivity 94
4.5.1 Telematics, OTA updates and vehicle data access 94
4.5.2 Battery-in-the-cloud architectures 94
4.6 Compute for Materials Discovery 95
4.6.1 HPC and GPU clusters for DFT and molecular dynamics 95
4.6.2 Machine-learned interatomic potentials 95
4.6.3 Quantum computing for battery chemistry 95
4.7 Data Standards and Interoperability 95
4.7.1 Battery passport data models 95
4.7.2 OPC UA and IT/OT convergence in gigafactories 96
4.8 Cybersecurity and Data Governance 96
5 AI-DRIVEN BATTERY MATERIALS DISCOVERY (MATERIALS INFORMATICS) 98
5.1 Why AI for Battery Materials 98
5.1.1 The attraction of AI: navigating a vast design space 98
5.1.2 Traditional material discovery and the limits of DFT 98
5.1.3 Materials informatics 99
5.1.4 The workflow of AI-based research and development 99
5.2 Property Prediction and Material Grouping 101
5.2.1 Datasets and descriptors 101
5.2.1.1 Unsupervised grouping 102
5.2.2 DFT plus AI interpolation: lithium diffusion, voltage window and stability 102
5.3 Inverting the Process: Inverse Design 102
5.3.1 Informed selection vs. novel material formulation 102
5.3.2 Virtual screening 103
5.3.3 De novo and generative design 104
5.3.3.1 Large-scale generative results 104
5.3.4 Large language model interfaces and literature mining 104
5.4 Reducing Material Screening Time 105
5.4.1 The case for AI in material screening 105
5.4.2 Case studies of AI-based screening-time reduction 105
5.5 Cathode Materials 106
5.5.1 High-nickel and cobalt-free layered oxides 106
5.5.2 LFP and LMFP optimisation 106
5.5.3 Disordered rock-salt and lithium-rich cathodes 106
5.6 Anode Materials 107
5.6.1 Graphite and silicon-carbon composites 107
5.6.2 Lithium-metal anodes and dendrite suppression 107
5.6.3 Hard carbon for sodium-ion 107
5.7 Liquid Electrolytes 108
5.7.1 Formulation and additive design 108
5.7.2 Solvent stability prediction 108
5.8 Solid Electrolytes 109
5.8.1 Sulfide, oxide, polymer and halide systems 109
5.8.2 Case study: Microsoft and PNNL AI-screened solid electrolytes 110
5.9 AI-Based Optimisation of Cell Material Combinations 111
5.10 Autonomous (Self-Driving) Laboratories 111
5.10.1 Robotic synthesis and characterisation 111
5.10.2 Closed-loop active learning 112
5.10.3 Agentic AI lab assistants 113
5.10.4 European initiatives: BIG-MAP and Battery 2030+ 114
5.10.5 Commercial self-driving laboratories 115
5.10.6 Academic milestones and mobile robots 115
5.10.7 Big-technology autonomous laboratories 115
5.11 Critical-Mineral Substitution and Supply-Risk Mitigation 116
5.12 Players in Materials Informatics for Batteries 116
5.13 Business Analysis 118
5.13.1 Business models and partnerships 118
5.13.2 Existing client–supplier relationships 118
5.13.3 Differentiation 118
5.13.4 Challenges: data quality, interpretability, compute and qualification 119
5.13.4.1 Data quality and availability 119
5.13.4.2 Gap between computation and experiment 119
5.13.4.3 Interpretability and trust 119
5.13.4.4 Computational resources 120
5.13.4.5 Model generalisation 120
5.13.4.6 Qualification and time to market 120
5.13.4.7 Intellectual property and data ownership 120
5.13.4.8 Regulatory and safety requirements 121
5.13.4.9 Skills 121
5.13.5 Pricing of materials informatics platforms 121
5.13.6 Risks for SaaS business models 122
5.13.7 Barriers to profitability 122
5.13.8 Big-technology platforms and competition for dedicated players 123
5.13.9 In-house development and consolidation 123
5.13.10 Outlook 123
5.14 Market Forecast: Materials Informatics for Batteries 2027–2037 123
6 AI APPLICATIONS BY BATTERY CHEMISTRY 125
6.1 Advanced Li-Ion: High-Nickel, LFP/LMFP and the Path to 350 Wh/kg 125
6.2 Silicon and Silicon-Carbon Anodes 127
6.3 Lithium-Metal and Anode-Less Cells 127
6.4 Solid-State and Semi-Solid-State Batteries 128
6.4.1 Commercial status 128
6.4.2 Demand outlook 128
6.5 Lithium-Sulfur Batteries 130
6.6 Sodium-Ion Batteries 130
6.6.1 Commercial status 130
6.6.2 Demand outlook 131
6.7 LTO and Niobate Batteries 132
6.8 Zinc-Based and Aluminium-Ion Batteries 132
6.9 Redox Flow Batteries 132
6.10 Structural, Flexible, Printed and Other Emerging Formats 133
6.11 PFAS-Free Binders and Additives: Regulation-Driven Reformulation 133
6.12 AI Opportunity by Chemistry 134
7 AI IN CELL AND PACK DESIGN 136
7.1 From Trial-and-Error to Simulation-Led Design 136
7.2 Multi-Variable Cell Design Optimisation 136
7.2.1 Electrode thickness, particle size distribution, binder content and electrolyte ratio 136
7.2.2 Genetic algorithms combined with reinforcement learning 137
7.2.3 Coupling P2D physics models with AI to test design scenarios virtually 137
7.3 Electrode and Microstructure Design 138
7.3.1 Image-based microstructure reconstruction 138
7.3.2 Porosity, tortuosity and loading optimisation 138
7.3.3 Thick-format electrodes 138
7.4 Cell Formats and Architectures 139
7.4.1 Larger cell formats and tabless designs (Tesla 4680) 139
7.4.2 Bipolar and dual-electrolyte architectures 139
7.4.2.1 How bipolar cells work 139
7.4.2.2 Benefits 139
7.4.2.3 Challenges 140
7.4.2.4 Commercial status 140
7.4.2.5 How AI helps with bipolar designs 140
7.4.2.6 Dual-electrolyte architectures 140
7.4.2.7 Variants 141
7.4.2.8 Dual-electrolyte challenges 141
7.4.2.9 How AI helps with dual-electrolyte designs 141
7.4.3 Commercial examples 141
7.4.3.1 Large-format tabless cylindrical cells 141
7.4.3.2 Long prismatic "blade" cells 142
7.4.3.3 High-integration cell-to-pack systems 142
7.4.3.4 Multi-layer electrodes 142
7.4.3.5 Three-dimensional current collectors 142
7.4.3.6 Thick electrodes and simplified cell designs 142
7.4.3.7 Dry-electrode processing 142
7.4.3.8 Bipolar designs 142
7.4.3.9 The common thread 143
7.5 Cell Performance and Energy Density 143
7.6 AI-Based Battery Pack Design Structure Optimisation 144
7.6.1 Why pack structure optimisation matters 144
7.6.2 Key considerations in optimal pack design 145
7.6.3 AI-based optimisation workflow 145
7.7 Research on AI-based pack design optimisation 146
7.8 Cell-to-Pack, Cell-to-Chassis and Hybrid Packs 148
7.8.1 Cell-to-pack and cell-to-chassis 148
7.8.2 Hybrid battery packs 148
7.9 Generative Design, Lightweighting and Thermal System Design 149
7.10 Design for Recycling and Sustainability 149
7.11 Battery Design and Simulation Software Landscape 150
7.12 Market Forecast: AI Cell and Pack Design 2027–2037 151
8 AI IN CELL TESTING, MODELLING AND LIFETIME PREDICTION 152
8.1 Traditional Cell Testing: Shortcomings and Challenges 152
8.2 AI for High-Throughput Automated Testing 153
8.3 Data Forms for Cell Modelling 153
8.4 AI for Design of Experiments and Anomalous Data Identification 154
8.5 Lifetime Modelling and Early-Life Prediction 154
8.6 Degradation Modelling 155
8.6.1 SEI growth, lithium plating and active-material loss 155
8.6.2 Incremental capacity, differential voltage and EIS health indicators 156
8.7 Remaining Useful Life (RUL) Prediction Methods 157
8.7.1 Model-based approaches 157
8.7.2 Stochastic process methods: Wiener, Gamma and Markov 157
8.7.3 Classical machine learning approaches 158
8.7.4 Deep learning approaches 158
8.7.5 Hybrid fusion approaches 158
8.8 Temperature and Pressure Simulation 160
8.9 Data-Driven Cell Architecture Optimisation 161
8.10 AI Classification of Cell Cross-Section Defect Types 161
8.11 Algorithmic Approaches by Testing Mode 162
8.12 Test Laboratory Automation and Certification Implications 163
8.13 Players in AI for Cell Testing 164
8.14 Business Analysis 165
8.14.1 Typical business models 165
8.14.2 Differentiation 165
8.14.3 Challenges 165
8.14.3.1 Trust and acceptance 165
8.14.3.2 Transferability across chemistries and protocols 166
8.14.3.3 Capturing rare and late-emerging failure modes 166
8.14.3.4 Data access and confidentiality 166
8.14.3.5 Data quality and consistency 166
8.14.3.6 Integration with laboratory infrastructure 166
8.14.3.7 Regulatory and certification barriers 167
8.14.3.8 Demonstrating commercial value 167
8.14.4 Outlook 167
8.14.4.1 Near term (2027–2030) 167
8.14.4.2 Medium term (2030–2034) 167
8.14.4.3 Longer term (2034–2037) 167
8.14.4.4 Structural change 167
8.15 Market Forecast: AI Cell Testing 2027–2037 168
9 AI IN CELL ASSEMBLY AND MANUFACTURING 169
9.1 Overview of the Traditional Manufacturing Process 169
9.2 The Gigafactory Ramp-Up Problem 170
9.2.1 Scrap rates during ramp-up 170
9.2.2 The "valley of death" between start of production and target yield 170
9.3 Data Quality and Data Acquisition Challenges in Industrial Settings 171
9.4 AI Use Cases by Process Step 172
9.5 Vision AI for Defect Detection and Quality Control 173
9.5.1 Coating non-uniformity, electrode surface defects and stacking misalignment 173
9.5.2 X-ray and CT inspection 173
9.5.3 Ultrasound and acoustic inspection 174
9.6 Streaming Process Analytics and Preventive Control 175
9.6.1 Electrolyte injection volume, calendering pressure and drying conditions 175
9.6.2 Predicting defects before they occur 175
9.7 Electrode Coating and Drying Simulation 176
9.8 Formation and Ageing: AI-Shortened Protocols 176
9.9 Algorithmic Approaches in Manufacturing and Cell Assembly 177
9.10 Factory Digital Twins, Virtual Commissioning and FAT/SAT 177
9.11 Predictive Maintenance, MES and IT/OT Integration 178
9.11.1 Predictive maintenance 178
9.11.2 Manufacturing execution systems 178
9.12 Robotics and Physical AI in Cell and Pack Assembly 178
9.13 Smart Battery Manufacturing Players 179
9.14 Business Analysis 180
9.14.1 Types of smart manufacturing players 180
9.14.1.1 Vertically integrated cell makers 180
9.14.1.2 Industrial software and automation providers 180
9.14.1.3 Equipment makers 181
9.14.1.4 Inspection-technology providers 181
9.14.1.5 Specialist AI analytics companies 181
9.14.1.6 Battery data platforms 181
9.14.1.7 System integrators and engineering firms 181
9.14.1.8 Research institutions 181
9.14.2 Challenges 182
9.14.2.1 Upfront investment and uncertain payback 182
9.14.2.2 Integration with heterogeneous equipment 182
9.14.2.3 Data quality and genealogy 182
9.14.2.4 Model maintenance and drift 182
9.14.2.5 Skills shortages 183
9.14.2.6 Organisational and cultural barriers 183
9.14.2.7 Cybersecurity 183
9.14.2.8 Data ownership and vendor lock-in 183
9.14.2.9 Scaling beyond pilots 183
9.14.3 Outlook 183
9.14.3.1 Large cell makers 183
9.14.3.2 New entrants and start-ups 184
9.14.3.3 How solutions will adapt 184
9.14.3.4 Policy support 184
9.14.3.5 Next-generation chemistries 184
9.14.3.6 Overall outlook 185
9.15 Market Forecast: AI in Battery Manufacturing 2027–2037 185
10 NEXT-GENERATION BMS AND BATTERY ANALYTICS 187
10.1 Battery Management Systems: Purpose and Multi-Cell Pack Management 187
10.2 Limitations of Existing BMS and the Case for Next-Generation BMS 187
10.3 Next-Generation BMS Integrated with Big Data and AI 188
10.4 Data Pre-Processing for AI Model Development 190
10.4.1 Pre-processing procedures 190
10.4.2 Why health indicators must reflect operating environment and data-collection conditions 190
10.4.3 Methods for extracting health indicators 190
10.4.4 Limitations and worked examples 191
10.5 Data Structures and Forms for Diagnostics 192
10.6 State Estimation: SoC, SoH, SoP, SoE and Internal Temperature 193
10.7 Fault Detection and Anomaly Diagnosis 193
10.7.1 Selecting deep learning models for battery time-series prediction 193
10.7.2 Selecting deep learning models for anomaly detection and fault diagnosis 194
10.7.3 Case study: data patterning and anomaly diagnosis for safe operation 194
10.8 Prescriptive AI: From Prediction to Recommended Action 195
10.9 AI-Optimised Charging: Adaptive and Degradation-Aware Protocols 196
10.10 Thermal Runaway Early Detection and Advanced Pack Sensors 196
10.10.1 Advanced sensor technologies 197
10.10.2 Sensor market outlook 197
10.10.3 Integration and the path to predictive maintenance 198
10.11 Wireless BMS and Remote Monitoring 198
10.12 On-Edge AI 199
10.12.1 Case study: real-time lifetime prediction on embedded Linux 199
10.12.2 Samsung Galaxy S25 battery AI 199
10.12.3 Eatron and Syntiant 199
10.12.4 LG Energy Solution and Qualcomm 199
10.12.5 Tesla BMS: optimisation over a journey 199
10.13 Cloud Battery Analytics: Fleet, Warranty, Residual Value and Insurance 200
10.14 The Battery Passport 200
10.15 Players in AI for Battery Diagnostics and Management 201
10.16 Business Analysis 202
10.16.1 Business models 202
10.16.1.1 Software as a service (SaaS) 202
10.16.1.2 Embedded software licences 202
10.16.1.3 Certification and reporting services 203
10.16.1.4 Outcome-based models 203
10.16.1.5 Bundled hardware and software 204
10.16.1.6 Hybrid and platform models 204
10.16.2 Differentiation 205
10.16.2.1 Model accuracy and validation against real field outcomes 205
10.16.2.2 Scale of data 205
10.16.2.3 Physics-informed approaches 205
10.16.2.4 Integration 206
10.16.3 Challenges 207
10.16.3.1 Data access 207
10.16.3.2 Edge constraints 207
10.16.3.3 Certification 207
10.16.3.4 Price pressure 208
10.16.3.5 Proving value 208
10.16.4 Outlook 209
10.16.4.1 Expansion across mobility 209
10.16.4.2 Convergence of analytics and BMS 209
10.16.4.3 Expansion across the lifecycle 210
10.16.4.4 Global diffusion 210
10.16.4.5 Market evolution 210
10.17 Market Forecast: Battery Diagnostics and BMS Analytics 2027–2037 210
11 AI FOR BATTERY OPERATION IN EVs, ENERGY STORAGE AND DATA CENTRES 213
11.1 AI for EV Operation Within the Power Grid 213
11.1.1 Why grid-aware EV operation needs AI 213
11.1.2 Case studies 213
11.1.2.1 OEM joint platforms 214
11.1.2.2 Energy-retailer tariffs with automated charging 214
11.1.2.3 Utility managed-charging programmes 214
11.1.2.4 Vehicle-to-grid services 214
11.1.2.5 Large-scale pilots in China 214
11.2 AI-Based Charging for Optimal EV Battery Operation 216
11.2.1 Why AI-based charging is needed 216
11.2.2 Case studies 216
11.2.2.1 Journey-level charging optimisation 216
11.2.2.2 Ultra-high-power charging 216
11.2.2.3 Battery swapping at scale 217
11.2.2.4 Battery-as-a-service in emerging markets 217
11.2.2.5 Adaptive charging software 217
11.2.2.6 Depot charging for commercial fleets 217
11.2.2.7 Research on AI-optimised fast charging 218
11.3 Smart Charging and Vehicle-to-Grid Platforms 219
11.3.1 Smart charging and V1G 219
11.3.2 Bidirectional charging 219
11.3.2.1 The role of AI 219
11.3.3 Degradation cost 219
11.3.4 Scaling 219
11.4 AI-Based Environmental Control for Energy Storage Systems 220
11.4.1 Why environmental control must reflect battery ageing characteristics 220
11.4.2 Limitations of existing control strategies 220
11.4.3 EIS image-based classification of operating environments 220
11.4.4 Designing AI-based control strategies for optimal ESS operation 221
11.5 BESS Dispatch, Energy Trading and Augmentation Planning 222
11.5.1 The economics of storage 222
11.5.2 AI dispatch and trading platforms 222
11.5.3 Augmentation planning 222
11.5.4 Long-duration storage 222
11.6 Big Data Management in Cloud Servers 223
11.6.1 Why cloud data management matters as data volumes grow 223
11.6.2 Operational pattern images for large-scale EV data 223
11.6.3 Data compression for storage efficiency 224
11.6.4 Optimising lifetime prediction models in the cloud 224
11.7 Battery Storage for Data Centres, Commercial and Industrial Sites 225
11.7.1 AI data centres as a driver of battery demand 225
11.7.1.1 Demand outlook 225
11.7.2 Battery backup units for AI servers 226
11.8 Battery Swapping, Battery-as-a-Service and New Business Models 227
12 BATTERY DIGITAL TWINS 228
12.1 Digital Twin Concepts and Technologies 228
12.1.1 Concept and expected benefits 228
12.1.2 Components of a digital twin 228
12.1.3 Implementation and use 229
12.1.4 Key enabling technologies 230
12.1.5 Optimising the digital twin 230
12.2 Digital Twins in Battery Development 230
12.2.1 Applications in batteries 230
12.2.2 Hierarchical structure of the battery digital twin 231
12.2.3 Vision for the battery digital twin 231
12.2.4 Battery modelling with digital twins 232
12.2.5 Challenges in applying digital twins to batteries 232
12.2.5.1 Limited observability 232
12.2.5.2 Parameterisation 232
12.2.5.3 Model fidelity versus computational cost 233
12.2.5.4 Data continuity across the lifecycle 233
12.2.5.5 Validation 233
12.2.5.6 Model drift and maintenance 233
12.2.5.7 Integration and interoperability 233
12.2.5.8 Uncertainty quantification 234
12.2.5.9 Cost and business case 234
12.2.5.10 Data ownership and privacy 234
12.2.5.11 Security 234
12.2.5.12 Skills 234
12.3 Digital-Twin Functions 234
12.3.1 SoX estimation and cell balancing 234
12.3.2 Advanced fault diagnosis and RUL estimation 235
12.4 Extending Across the Lifecycle: Manufacturing, Thermal Management, Battery Passport and V2G 236
12.5 Battery Digital Twin Platforms 236
12.5.1 Building a battery digital twin platform 236
12.5.2 Comparison of integrated platforms 236
12.6 Digital Twins and Cloud BMS 237
12.6.1 Trends in digital-twin-based state estimation 237
12.6.2 The virtual battery model 238
12.6.3 Digital twin BMS case studies 238
12.7 Market Forecast: Battery Digital Twins 2027–2037 239
13 SECOND-LIFE ASSESSMENT AND BATTERY REUSE 241
13.1 Second-Life Batteries Overview 241
13.1.1 Determining the second-life stream 241
13.1.2 End-of-life volumes 241
13.2 Safety Concerns, Regulation and the Battery Passport 242
13.2.1 Safety risks 242
13.2.2 Regulation and standards 243
13.2.3 The battery passport 243
13.3 The Role of AI 243
13.4 AI-Based Rapid Diagnostics to Cut Reuse Costs 244
13.4.1 Why rapid diagnostics are needed 244
13.4.2 Key considerations when receiving used batteries 244
13.4.3 Rapid SOH diagnosis using one-hot encoding 245
13.4.4 Improving rapid SOH diagnosis with AdaBoost 245
13.4.5 Research on AI-based rapid diagnostic technologies 245
13.5 AI-Based Regrouping for Battery Reuse 246
13.5.1 Limitations of existing reuse processes 246
13.5.2 Removing defective cells using RLS-deviation fault diagnosis 246
13.5.3 RUL-based regrouping algorithms 246
13.6 Second-Life Applications and Economics 247
13.6.1 Economics 249
13.6.2 AI's contribution 249
13.7 Players in AI for Second-Life Assessment 249
13.8 Business Analysis 250
13.8.1 Revenue streams 250
13.8.2 Types of players 251
13.8.2.1 Diagnostics specialists 251
13.8.2.2 Marketplace operators 251
13.8.2.3 Second-life system integrators 251
13.8.2.4 OEMs and cell makers 251
13.8.2.5 Recyclers 251
13.8.2.6 Energy companies and utilities 252
13.8.2.7 Insurers, financiers and certifiers 252
13.8.3 Differentiation 252
13.8.3.1 Speed and cost of assessment 252
13.8.3.2 Accuracy and certified reliability 252
13.8.3.3 Breadth of coverage 252
13.8.3.4 Access to first-life data 252
13.8.3.5 Integration across the value chain 252
13.8.3.6 System design and operating capability 253
13.8.3.7 Warranty strength 253
13.8.3.8 Regulatory compliance and documentation 253
13.8.4 Challenges 253
13.8.4.1 Access to battery history 253
13.8.4.2 Heterogeneity of batteries 253
13.8.4.3 Economics under falling new-battery prices 253
13.8.4.4 Competition with recycling 254
13.8.4.5 Safety and liability 254
13.8.4.6 Regulation and certification 254
13.8.4.7 Logistics and scale 254
13.8.4.8 Warranty and performance risk 254
13.8.4.9 Access to finance 254
13.8.5 Outlook 254
13.8.5.1 Volume growth after 2030 255
13.8.5.2 Convergence of first-life and second-life analytics 255
13.8.5.3 Standardisation and certification 255
13.8.5.4 Evolving business models 255
13.9 Market Forecast: AI Second-Life Assessment 2027–2037 256
14 AI IN BATTERY RECYCLING 257
14.1 Limitations of Existing Recycling Processes and the Case for AI 257
14.2 Recycling Technologies 258
14.2.1 Hydrometallurgy 258
14.2.2 Pyrometallurgy 258
14.2.3 Direct recycling 258
14.2.4 Other methods 258
14.3 AI Across the Recycling Process 259
14.3.1 Sorting and chemistry identification 259
14.3.2 Robotic and vision-guided disassembly 260
14.3.3 Black-mass characterisation 260
14.3.4 Hydrometallurgical and direct-recycling process control 260
14.4 Recycling Specific Components and Beyond-Li-Ion Chemistries 262
14.4.1 Component recovery 262
14.4.2 Beyond-lithium-ion chemistries 262
14.5 Traceability, Battery Passports and EU Targets 262
14.6 Recycling Players Using AI 263
14.6.1 Chinese players 264
14.6.2 Technology providers 264
14.7 Market Forecast: AI in Battery Recycling 2027–2037 264
15 END-USE MARKETS 266
15.1 Electric Vehicles 266
15.1.1 Sales in 2025 266
15.1.2 Early 2026 and outlook 266
15.1.3 Battery demand 266
15.1.4 Passenger vehicles 267
15.1.4.1 Development 267
15.1.4.2 Manufacturing 267
15.1.4.3 Operation 267
15.1.4.4 Residual value and warranty 268
15.1.4.5 Adoption 268
15.1.5 Commercial vehicles and heavy trucks 268
15.1.5.1 Market growth 268
15.1.5.2 Distinctive battery requirements 268
15.1.5.3 Infrastructure 269
15.1.6 Two- and three-wheelers 269
15.1.6.1 Swapping and BaaS 269
15.1.6.2 AI requirements 269
15.1.6.3 Chemistry and cost 270
15.1.7 Regional dynamics 270
15.1.8 Used-EV market and battery health certification 270
15.1.8.1 The confidence gap 270
15.1.8.2 Variation within models 270
15.1.8.3 Certification in practice 270
15.1.8.4 Toward mandatory certificates 271
15.1.8.5 Assessment methods 271
15.2 Stationary Energy Storage 272
15.2.1 Growth in 2025 272
15.2.2 Outlook 272
15.2.3 Drivers 272
15.2.4 Utility-scale BESS 273
15.2.4.1 Why AI matters 273
15.2.4.2 Obstacles 274
15.2.5 Commercial, industrial and residential storage 274
15.2.5.1 New business models 274
15.2.6 Data-centre backup and on-site storage 274
15.2.7 Long-duration storage 275
15.2.8 Regional dynamics 275
15.2.8.1 China 275
15.2.8.2 Other regions 275
15.3 Consumer Electronics and Wearables 276
15.4 Off-Highway Machines: Construction, Agriculture and Mining 277
15.5 Robotics, Drones and Physical AI Platforms 277
15.5.1 Humanoid robots 277
15.5.1.1 Energy demand 277
15.5.1.2 Current battery packs 278
15.5.1.3 The weight constraint 278
15.5.2 Autonomous mobile robots and warehouse automation 279
15.5.3 Drones 279
15.5.4 AI applications 279
15.5.5 Outlook 280
15.6 Aviation and eVTOL 281
15.6.1 eVTOL aircraft 281
15.6.1.1 Commercial progress 281
15.6.1.2 Battery requirements 281
15.6.1.3 AI applications in eVTOL 282
15.6.1.4 Validation and explainability 282
15.6.2 Hybrid-electric aircraft 282
15.6.3 Battery technology roadmap for aviation 283
15.6.4 Outlook 283
15.7 Marine and Rail 284
15.7.1 Marine 284
15.7.2 Rail 284
15.8 Defence 284
15.9 Medical Devices 285
15.10 Comparative Application Analysis 285
16 GLOBAL MARKET FORECASTS 2027–2037 287
16.1 Scope of Forecasts and Methodology 287
16.2 Total Market 287
16.3 By Use Case 288
16.3.1 Leading segments 288
16.3.2 Fastest growth 289
16.4 Battery Diagnostics by Capacity Served 289
16.5 By AI Technique 290
16.6 By Deployment Mode: Cloud, On-Edge and On-Premises 291
16.7 By Offering: Software, Services and AI-Enabled Hardware 292
16.8 By Battery Chemistry 292
16.8.1 LFP and LMFP 292
16.8.2 High-nickel NMC/NCA 292
16.8.3 Next-generation chemistries 293
16.9 By Region 293
16.10 Scenario Analysis: Bear, Base and Bull Cases 294
16.11 Value Pool Distribution Across the Stack 296
17 REGIONAL MARKETS AND BATTERY POLICY ECOSYSTEMS 298
17.1 Regional Demand Patterns for Battery AI 298
17.1.1 Europe: analytics and second-life assessment led by the Battery Passport 298
17.1.2 North America: materials informatics and AI-assisted cell testing 298
17.1.3 East Asia: manufacturing and development applications 298
17.2 China 299
17.2.1 Institutional mapping and 15th Five-Year Plan priorities 299
17.2.2 Solid-state and sodium-ion innovation policy 300
17.2.3 Export controls on battery technology 300
17.2.4 AI adoption by Chinese cell makers 301
17.2.4.1 Scale of the ecosystem 301
17.2.4.2 Demand drivers 301
17.2.4.3 AI use 301
17.2.5 Materials Genome Engineering 301
17.3 South Korea 302
17.3.1 K-Battery strategy and next-generation R&D funding 302
17.3.1.1 Institutions 302
17.3.1.2 Strategy over time 302
17.3.1.3 Demand measures 302
17.3.2 Battery hubs: Pohang and Cheongju–Ochang 302
17.3.2.1 Current conditions 303
17.3.3 The "full-stack" AI, energy and battery strategy 303
17.3.4 AI-based development strategies of Korean cell makers 303
17.3.5 AI-driven science programmes 304
17.4 Japan 304
17.4.1 Battery Industry Strategy and Green Transformation targets 304
17.4.1.1 Progress and setbacks 305
17.4.1.2 Industry consolidation 305
17.4.2 NEDO programmes and the Advanced Battery Collaboration 305
17.4.3 NIMS and AIST data-driven materials platforms 305
17.5 European Union 305
17.5.1 Batteries Regulation, BATT4EU and Battery 2030+ 305
17.5.1.1 Research programmes 306
17.5.2 National strategies: Germany, France, Hungary, Poland 306
17.5.2.1 Europe's position at end-2025 306
17.5.3 Industrial Accelerator Act and Battery Booster Facility 307
17.5.3.1 Scale-up policy 307
17.5.3.2 Implications for AI 307
17.6 United States 307
17.6.1 DOE, ARPA-E and national laboratory programmes 307
17.6.2 Policy shift toward stationary storage and defence 308
17.6.2.1 Capacity build-out 308
17.6.2.2 Policy shift 308
17.6.2.3 Implications for AI 308
17.6.3 The Materials Genome Initiative 308
17.7 United Kingdom 308
17.7.1 AI strengths 308
17.7.2 Market drivers 309
17.8 Canada and India 309
17.9 Rest of World: Morocco, Australia and Southeast Asia 309
17.10 Global cell manufacturing capacity 310
18 REGULATION, STANDARDS AND TECHNOLOGY SOVEREIGNTY 312
18.1 Battery Safety Standards and AI Validation 312
18.2 Battery Passport and Data-Sharing Rules 313
18.2.1 Scope of the passport 313
18.2.2 What it means for AI 314
18.2.3 Wider data-access rules 314
18.3 AI Regulation: EU AI Act, US and China Frameworks 314
18.3.1 The EU AI Act 314
18.3.2 Implications for battery AI 315
18.3.3 United States 315
18.3.4 China 315
18.4 Functional Safety of AI-Based BMS (ISO 26262, ISO 21448, ISO/PAS 8800) 315
18.5 Standards Development: IEC, SAE, IEEE and National Programmes 316
18.6 PFAS Restrictions and Materials Regulation 317
18.7 Export Controls and Technology Sovereignty 317
19 AI ADOPTION BY BATTERY MAKERS, EV OEMs AND PLATFORM COMPANIES 320
19.1 Battery Cell and Materials Companies 320
19.2 EV OEMs 323
19.4 Platform Companies and Research Institutions 325
20 COMPETITIVE LANDSCAPE, INVESTMENT AND OUTLOOK 329
20.1 Competitive Dynamics by Use Case 329
20.2 Types of Players: Start-ups, Software Incumbents, Cell Makers and OEMs 330
20.3 Business Models and Revenue Streams 331
20.4 Strategic Partnerships and Joint Ventures 332
20.5 Investment and Funding 333
20.5.1 Strategic investors 333
20.6 M&A Landscape 334
20.7 Patent Landscape 335
20.7.1 Growth 335
20.7.2 By jurisdiction 335
20.8 Barriers to Adoption 336
20.8.1 Technical: data scarcity, generalisation and interpretability 336
20.8.2 Economic: ROI, payback periods and fragmented buyers 336
20.8.3 Organisational: skills shortages in data science and electrochemistry 337
20.9 Emerging Frontiers 2030–2037 338
20.9.1 Smart cells with embedded sensing and self-healing functions 338
20.9.2 Quantum–AI hybrid materials discovery 338
20.9.3 Agentic AI across the battery lifecycle 338
21 COMPANY PROFILES 339 (95 company profiles)
22 APPENDIX 434
22.1 Research Methodology 434
22.2 Forecast Assumptions 437
22.3 Glossary of Terms and Abbreviations 439
23 REFERENCES 441
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