全固体電池とは？

すでに一部は実用化
　従来の電池と異なるいくつかの特性を持ち、リチウムイオン電池を超える性能を秘めている全固体電池。

 

　最近では、電気自動車（EV）の普及とともに、特にその安全性が注目されており、自動車メーカーや電機メーカーの間で研究開発が進められています。

 

 

　液漏れの心配もなく、安全性や充電時間が短いなどの特徴を持つ高性能な次世代電池、全固体電池について調べてみようと思います。

全固体電池は電解液を使用しない
　全固体電池の構成に関しては、リチウムイオン電池とよく似ています。

 

　リチウムイオン電池では、正極にLiCoO2があり、負極には黒鉛等の炭素が使用されていることが多く、全固体電池に関しても同様の構成となっています。

 

　しかしながら、リチウムイオン電池は電解液を使用するのに対して、全固体電池が電解液を使用しない点が大きな相違点となります。

　また全固体電池は、電流を発生させるために必要でこれまで液体だった「電解質」を、固体にした仕組みの電池となります。

液漏れについての危険が不要
　今までの電池で使われていた液体電解質は危険な物質でもあり、液漏れは致命的な事故になりかねません。従来の電池はこうした「液漏れ」を防ぐための物質な対策が必要になっていました。

 

　ところが全固体電池では液漏れについての危険が不要になるため、形状の縛りがないのです。

 

　たとえば、薄くしたり、層を重ねての多重構造や、折り曲げることもできるようになっていくのです。電池の性質が失われず、変質もしないので寿命が長く、耐熱、耐圧力の変化にも強いのが特徴です。

　実は全固体電池を多層化することにより、大容量にもかかわらず、短い時間での充電が可能な電池が出来るのです。

 

　こうした特性は、これからの電気自動車において、現行の電池では航続距離や充電時間に課題があり、全固体電池への期待度はとても大きく、実用化に向けて開発が進められています。

電極と電解質の界面抵抗が大きい
　これまで全固体電池の良き面をみてきましたが、現在の問題点やデメリットはどのようなものがあるのでしょう。

 

　実はリチウムイオン電池と比較すると、全固体電池の構造は固体電解質により、電極間のリチウムイオンの移動抵抗が高くなってしまうのです。このため電池としての出力を上げにくいというデメリットがあげられます。

 

　ですが、電解液と同じような性質の伝導性を持つ材料等の開発も進んでいます。日夜進歩する科学技術に期待したいものです。