全てが固体でできている全固体電池は、高性能で安全性が高く、小さいサイズでより多くの電気をより早く蓄えられるので、リチウムイオン電池に替わる次世代の電池ともいわれています。電気自動車、太陽光発電など蓄電池の需要が増えている現在では、全固体電池への期待がふくらんでいます。

全個体電池ってなに？

リチウムイオン電池の液体部分が固体の材料になった次世代の電池で、そのネーミングの通り全ての材料を固体化した電池のことを全固体電池といいます。

負極と正極の間にセパレーターだけがあり、電解液がありません。電解質が全て固体でできているため、負極と正極を固定できるので触れ合うことがなく、発火などの危険性が低く安全性が高い電池です。

液体部分が固体材料になったことで、これまでの電池よりもサイズが小さくても容量や出力を大きくすることが可能になります。正極と負極を確実に分離することができるので、ショートの可能性を低減できます。

• 安全性 : 様々な環境下で安全に利用できる

• 効率 : 蓄電した電力は利用可能な電力が100%に近い

• 蓄電時間 : 早くたくさん蓄電できる

• サイズ　: 従来の電池より小さい

• 寿命：劣化しにくい特性を持ち寿命が長い

全個体電池には2つの種類がある

全固体電池には大まかに「酸化物型」と「硫化物型」があり、それぞれメリットとデメリットがあります。

「酸化物型」は、固いセラミックを利用し耐熱性に優れています。

• メリット：安全性が高く、寿命が長いのでウエラブル（身に着けられる）な機器に期待される

• デメリット：電極を密着させることが難しく、大容量・高出力の実現に課題がある

「硫化物型」は、電極を密着させやすいゴムのような柔軟な特性を持っています。

• メリット：大容量・高出力でEV用バッテリーとして期待される

• デメリット：水分が触れると有毒ガスを発生させるので安全性に課題がある

全個体電池の仕組みやメリットは？

正極にコバルト酸リチウム（LiCoO2）が、負極に黒鉛が使われ全固体電池はリチウム電池と構造がよく似ています。

液漏れしないので、従来の電池の形状より薄くコンパクトになります。自由な設計ができるので、重ねたり折り曲げたりすることもできます。熱に強く・丈夫・変質しない・寿命が長い・あっという間に充電ができるようになります。

【全固体電池のメリット】

• 電解液の液漏れ揮発と、その発火の恐れがなくなり安全性が向上する

• 数分で80～9０％充電でき、超高速充電が可能になる

• エネルギー密度の大幅向上に見込みが得られる

• 電池の設計に縛りがなく・自由度が高く・多層化が可能になる

• 高温・低音でも幅広い温度で性能を発揮できる

全固体電池の日本の開発

トヨタ自動車・TDK・村田製作所による全固体電池の開発は世界中から大注目を浴びています。発火のリスクが低い・温度に左右されない・劣化しにくいなど様々な性能に優れた全固体電池は、これまでリチウムイオン電池が私たちの暮らしに大きく変化を与えたように、さらに便利な暮らしに変化することが期待されています。

※この記事内容はコチラから引用しています：滋賀県非鉄金属リサイクルブログ

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