次世代電池の仕組み

スマホや電気自動車など、電池によって動く製品の世界で次世代電池の開発が進んでいます。
スマホに関して言えば、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などが主流となっています。
ところが、欧州がガソリン・ディーゼル車を廃止してEV一本化をするという方針を打ち出して以来、より効率の良い次世代電池を模索する風潮が高まってきました。

スマホの電池で言えば、高エネルギー密度化ができてより安全性の高い、リチウム金属電池の開発が進められています。
自動車の分野でも、リチウムイオン電池を超える次世代電池を開発する動きが高まっており、その候補として挙がっているのが全固体電池です。

全固体電池について

電池というのは、「池」という字からもわかるように、電解質には水溶液が使用されていました。
リチウムイオン電池が開発されるようになって水溶液が有機溶媒系に変わり、エネルギー密度が高まりました。

リチウムイオン電池を超えるべく、開発が進められているのが全固体電池です。
全固体電池は電解質が液体ではなくて固体なのが特徴で、液漏れしないのが大きなメリットです。
有機溶媒の場合には、液漏れをして着火する危険性がゼロではないため、全固体電池の方が安全性が高いということになります。

全固体電池はリチウムイオン電池よりもパワーを上げることが可能なので、充電時間が短くなる点もメリットのひとつです。
低温や高温に強いのも全固体電池の特性で、リチウムイオン電池が凍ってしまう-30度でも、全固体電池には影響がありません。
また、100°以上でもリチウムイオン電池のように冷却装置を必要としませんので、幅広い分野で使用することができるようになります。

ただ、全固体電池は現時点では研究が進められている段階であって、確実にリチウムイオン電池よりも優れていると断言することはできません。
リチウムイオン電池が1991年に実用化されて以来、改善を重ねて進化してきたのと同じように、全固体電池も数十年をかけて進化をしていくことが予想されます。

村田製作所が実用化

村田製作所が開発を進めている全固体電池が、複数の企業の産業機械に採用されたことがつい最近発表されました。
全固体電池が熱に強いという特性を生かして、70℃〜80℃の高温環境で塩されるのが目的だと言われています。
村田製作所では、全固体電池を2022年3月に量産化することを発表しており、イヤホンなどといったウェアラブル端末に供給されます。

今後はさまざまなIoT製品にも適用されていくことが考えられますが、当面は全固体電池を量産しても、大幅な黒字が出る可能性は少ないようです。
村田製作所以外に、TDKでもセラミック固体電解質を使用した全固体電池を実用化しています。