用語集全固体電池|EnergyShift

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全固体電池

全固体電池

全固体電池とは、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のこと。\n\nこれまでの蓄電池は、液状の電解質を用いていたために液漏れなどの危険性があったが、電解質を固体化させることで、発火しにくくなり、液漏れ、液状電解質内での短絡(ショート)の心配もなくなる。\nまた、高温状態でのガス化もほとんどしなくなるため、約70度が動作する上限温度であったのが100度の高温下でも問題なく動作するようになる。\n安全性だけではなく、固体化することでエネルギー密度も高まっている。そして液状電解質ではできなかった正極と負極の積層構造が可能であるため、出力を上げる場合は積層を重ねることで効率よく上昇させられる。\n全固体リチウムイオン電池を従来のリチウムイオン電池と比較した場合、エネルギー密度は2倍に達し、高出力、分単位の高速充電、長寿命といった多岐にわたる改善がなされている。\n\n▼全固体電池に共通する特性\n・構造や形状が自由。薄型など、柔軟な電池が実現\n・小さな層を重ねることで小型・大容量化が可能\n・固体なので丈夫。寿命が長くて熱や環境変化に強い\n・高速充放電が可能\n\n▼酸化物系と硫化物系の全固体電池、用途の違い\n・酸化物系\n  強み:安全性が高く長寿命、構造の自由度が高い\n  弱み:容量が少なく、用途が限られる\n・硫化物系\n  強み:大容量でハイパワー\n  弱み:可燃性で危険、技術的な課題が多い\n\nこのように優れた特性を持つ全固体電池だが、いまだ研究段階にあり、量産化を行うにはクリアしなければならないハードルが存在する。\nその一つに、固体の電解質はイオン伝導性が低いという問題もある。\n有力な無機固体電解質の材料としては硫化物系と酸化物系があげられるが、硫化物系の材料では硫化水素を発生させるため、外気に触れないように封止する必要があり、生産コストが高くなってしまう。\n酸化物系の材料では化学的には安定しているが、実用に適う性能が得られていない。そのため酸化物系固定電解質部材の単結晶化の開発などが関連企業と連携して行われており、2020年ごろを目標に全固体リチウム二次電池やマイクロバッテリーの実用化が進められている。\n\n(蓄電池バンク \"全固体電池\"より引用)\n(ビジネス+IT \"「全固体電池」をやさしく解説、従来の電池との違いや実用化の見通しは?\"より引用)
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