IoT機器に使われるかも!?「全固体電池」とは

全固定電池というモノを知っていますか？この電池を使用すれば脱炭素の第一歩になるかもしれません。

全固定電池とは

これまで電解質といえば液体でしたがそれをすべて固体で構成した電池が「全固体電池」です。

電池は、正極(＋)と負極(－)の異なる二つの活物質とその豊漁に接している電解質から構成されています。全固体電池は電解質が固定なので安全性、寿命、出力など多くの点で電解液を用いた電気を馬÷性能を持つことに大きな期待が寄せられています。
ですが、まだ実用化については開発途中です。

近年EV車の電源として注目を集めている!?

自動車は、2035年から新車は電気自動車のみになります。
そこで注目を浴びているのが全固体電池です。従来のリチウムイオン二次電池(LIB)に比べて全固体電池は温度変化に強く発火リスクが小さいと言った安全面に加えてEVの充電1回あたりの走行距離がないのでガソリン車の給油並みの急速で充電ができるといった性能面からの期待も大きいです。

全固体電池の課題

安全面や充電などでメリットが多い全固体電池ですが、課題もあります。
現在、固体電解質として有望な材料は硫化物系と酸化物系の2種類あります。

硫化物系

硫化物系は、イオン電導度が高く可燃性も高いです。しかし、硫化水素が発生する可能性が高いため安全性はいまいちです。また、室温で作成可能ですが湿度管理が必須の材料です。
硫化物系の想定される用途は、大容量のもので例えば自動車等に使われる想定です。

酸化物系

酸化物系は、イオン電導度が低く可燃性も低いです。安全性も高いため使用する際も安心です。また、高温での焼成が必要ですが通常環境での取り扱いが可能の材料です。
酸化物系の想定される用途は、小型のデバイスなどです。

硫化物系と酸化物系の共通課題

2つの最大の課題は、イオン電導率の高い材料を探索することです。イオンは固体中では動きにくいので異音が動きやすい材料を常に探している状況です。

他にも、電極中で活物質と電解質の接合を維持することの難しさが共通の課題です。電解質が液体のときは活物質の形状が多少変化しても隙間などができず活物質との接触が保たれており問題ありません。しかし、固体同士の場合活物質の膨張や就職によって活物質と電解質の接している面が剥がれたり、電極に亀裂が入ったりすることがあります。

まとめ

全固体電池の安定した供給が可能になったら様々なモノに活用することができます。電気自動車はもちろん、スマホやIoT機器にも活用できるかもしれません。
全固体電池が全国に広がるといいですね。

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