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全固体電池、固体電解質、ガラスセラミックス
電気自動車普及のカギ!
ポスト・リチウムイオン電池
次世代の二次電池の大本命
2050 年のカーボンニュートラルの実現(7-2)には、電気自動車の普
及が重要です。この普及のカギを握るのがリチウムイオン電池を超える次
世代の二次電池の登場であり、最も有力視されているのが全固体電池(全
固体リチウム蓄電池)です。全固体電池とは、電池を構成する材料すべて
が固体の電池で、リチウムイオン電池を改良したものです。従来のリチウ
ムイオン電池は、電極が固体で、電解質が液体の燃焼性のある有機溶媒で
す。リチウムイオン電池事故の多くは、電解質の液漏れや高温でのガス発
生による爆発・燃焼によるものです。
そこで研究により、従来の電解質の欠点を補うセラミックスやガラスに
近い物質であるのに、イオン伝導性のある、固体電解質の材料が見つかり
ました。その材料には、大きく分けて硫化物系と酸化物系があり、特に有
力なのが導電性の高い硫化物系です(図4-31)。しかし比較的発火しやす
く、水に弱いという欠点があり、酸化物系の研究開発も進められています。
固体電解質の材料は、さらにガラス材料、結晶材料、ガラスセラミック
スに分けられ、特にガラスセラミックスは高いイオン伝導率となります
(図 4-32)。また活物質の形状には、薄膜型とバルク型が開発されていま
す(図 4-33)。バルク型は電極が厚く、容量が大きくなります。薄膜型の
方が電気は流れやすいのですが、容量が小さくなるので、薄膜の積層化や ...