【ぜんこたいでんち】

全固体電池 とは?

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💡 電池の中で、イオンの通り道を液体から固体へ

電解液の代わりに固体の電解質を使う電池。全固体リチウムイオン電池などがあり、安全性や充電性能の向上が期待される。性能は材料や設計によって違い、電極との接触を保つことや量産技術にも課題がある。

📌 このページのポイント
イオンの通り道を、液体から固体へ液体の電解質正極負極○ はイオンのイメージ固体の電解質正極負極○ はイオンのイメージ固体の中でも、イオンは動く材料や設計で、性能と課題は変わる
電解質の違いを表す模式図。液体式・全固体式のどちらにも、リチウムイオン電池があります。
ひよこ ひよこ
リチウムイオン電池とは、別の種類?
ペンギン先生 ペンギン先生
分ける基準が違うんだ。リチウムイオン電池は、リチウムイオンを利用する電池。全固体は、電解質などが固体であることに注目した呼び方だよ。両方に当てはまる全固体リチウムイオン電池もあるんだ。
ひよこ ひよこ
固体になると、何がうれしい?
ペンギン先生 ペンギン先生
可燃性の電解液を使う電池と比べ、安全性や急速充電などの改善が期待されるよ。ただし、材料や設計で性質は違う。固体なら絶対に発火しない、すべての製品が高容量で長寿命になる、という意味ではないんだ。
ひよこ ひよこ
固体なのに、どうして電気をためられる?
ペンギン先生 ペンギン先生
固体の中でもイオンが移動できる材料を使うよ。イオンが動きやすいことと、電極と電解質がよく接触していることが大切。固体同士は、充放電による膨張や収縮で隙間や亀裂ができる場合があるんだ。
ひよこ ひよこ
EVに載る予定は、もう決まっている?
ペンギン先生 ペンギン先生
トヨタと出光の2023年の共同発表では、2027〜2028年の車両への搭載を目指す計画が示されているよ。これはその時点の企業の目標で、量産を達成した実績とは違う。材料づくりから車両まで、段階を分けて進める計画なんだ。
ひよこ ひよこ
スマホにも、すぐ広がる?
ペンギン先生 ペンギン先生
用途に合う材料や大きさ、製造方法を選ぶ必要があるよ。産総研は、EV向けの大容量と小型機器向けで、材料の性質や製造の課題を分けて説明している。EV向けができれば、そのままスマホでも安く使えるとは限らないね。
ペンギン
まとめ:ざっくりこれだけ覚えればOK!
「全固体電池」って出てきたら「電池のイオンの通り道を、液体から固体にしたもの」と思えばだいたいOK!
📖 おまけ:英語の意味
「All-Solid-State Battery」 = 全固体電池
💬 電解液に代えて固体の電解質を使う電池だよ。電解質は、正極と負極の間でイオンを運ぶ役割を持つんだ。

参考資料

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