全固体電池は、従来のリチウムイオン電池で使用される液体またはポリマーゲル電解質とは異なり、固体の電極と電解質を使用するタイプの電池です。従来の電池と比較して、エネルギー密度が高く、充電時間が短く、安全性も向上しています。
全固体電池にはリチウムが使われていますか？
はい、現在開発中のほとんどの固体電池はリチウムを主成分として使っています。
確かに、全固体電池はリチウムを含む様々な材料を電解質として使用できます。しかし、全固体電池はナトリウム、硫黄、セラミックスなどの他の材料も電解質として使用できます。
一般的に、電解質材料の選択は、性能、安全性、コスト、入手可能性など、様々な要因によって左右されます。固体リチウム電池は、高いエネルギー密度、長いサイクル寿命、そして高い安全性を備えているため、次世代のエネルギー貯蔵技術として有望視されています。
固体電池はどのように機能するのでしょうか?
全固体電池は、液体電解質の代わりに固体電解質を用いて、電池の電極（陽極と陰極）間でイオンを移動させます。電解質は通常、化学的に安定で導電性のあるセラミック、ガラス、またはポリマー材料で作られています。
全固体電池を充電すると、電子が正極から引き出され、固体電解質を通って負極へと輸送され、電流が生じます。放電すると、電流の流れが逆転し、電子が負極から正極へと移動します。
全固体電池は従来の電池に比べていくつかの利点があります。固体電解質は液体電解質よりも液漏れや爆発の危険性が低いため、より安全です。また、エネルギー密度が高いため、より小さな体積でより多くのエネルギーを蓄えることができます。
しかし、固体電池には、製造コストの高さや容量の限界など、解決すべき課題が依然としていくつか存在します。より優れた固体電解質材料の開発と、固体電池の性能と寿命の向上に向けた研究が進められています。
現在、市場に固体電池メーカーはいくつありますか?
現在、固体電池を開発している企業はいくつかあります。
1. クォンタムスケープ：2010年に設立され、フォルクスワーゲンやビル・ゲイツからの投資を受けているスタートアップ企業。電気自動車の航続距離を80%以上延長できる固体電池を開発したと主張している。
2. トヨタ：この日本の自動車メーカーは数年前から固体電池の開発に取り組んでおり、2020年代初頭までに生産開始することを目指している。
3. フィスカー：高級電気自動車のスタートアップ企業が、UCLA の研究者と提携して、車両の走行距離を大幅に伸ばすと主張する固体電池を開発しています。
4. BMW：このドイツの自動車メーカーは固体電池にも取り組んでおり、その開発のためにコロラド州に拠点を置くスタートアップ企業ソリッド・パワー社と提携している。
5. サムスン：韓国の電子機器大手は、スマートフォンやその他の電子機器に使用すべき固体電池を開発している。
将来、固体電池が太陽光蓄電に応用されるでしょうか?
全固体電池は、太陽光発電用途のエネルギー貯蔵に革命をもたらす可能性を秘めています。従来のリチウムイオン電池と比較して、全固体電池はエネルギー密度が高く、充電時間が短く、安全性も向上しています。太陽光発電システムに全固体電池を導入することで、全体的な効率向上、コスト削減、そして再生可能エネルギーの利用しやすさの向上が期待できます。全固体電池技術の研究開発は現在も進められており、将来的には太陽光発電用エネルギー貯蔵の主流となる可能性があります。しかし、現状では全固体電池はEV用途向けに特別に設計されています。
トヨタは、パナソニックとの合弁会社であるプライム プラネット エナジー アンド ソリューションズを通じて固体電池を開発している。同社は2020年4月に操業を開始し、従業員数は約5,100人。うち中国子会社の従業員数は2,400人だが、現時点ではまだ生産量はかなり限られており、適切な時期が来たら2025年までにシェアを拡大したいとしている。
固体電池はいつ利用可能になりますか?
全固体電池の実用化に関する最新のニュースや最新情報は入手できていません。しかしながら、複数の企業が全固体電池の開発に取り組んでおり、中には2025年以降の発売計画を発表している企業もあります。ただし、全固体電池の実用化時期は、技術的な課題や規制当局の承認など、様々な要因によって変動する可能性があることに留意することが重要です。
投稿日時: 2023年6月3日