リチウムイオン電池を超える次世代電池として開発が進められているのが全固体電池である。
全固体電池は従来の電池とは異なる特性を持ち、高い性能を秘めている。
現在、各メーカーが開発を進める全固体電池について解説していこう。
全固体電池とはどのような電池なのか
全固体電池とは、これまで液体だった電解質をすべて固体にした電池のことだ。
電池は主に電極、活物質、電解質で構成されており、活物質や活物質に含まれる電子を保有するイオンが電解質内で動くことで電極間に電子を通し、電気を発生させている。
電流とは電子の動きにより発生するが、電子をもったイオンが動き回る電解質は、イオンが素早く動ける特性を持っていなければならないのだ。
ところが、電解質が固体であっても実用化レベルで電気を流すことができる物質が見つかったのだ。
全固体電池のメリットと課題
電解質が個体であることはどのようなメリットがあるのだろうか。
従来の電池に使われていた液体電解質は可燃性の有機化合物を利用しており、何らかの形で電池への負荷が大きくなり電池の温度が上昇すると、液漏れや最悪、燃えてしまうことがある。
液漏れを防ぐために丈夫な容器が必要だった。
しかし、液漏れがない全固体電池は、構造や形状が自由なので、薄型で柔軟な電池が実現可能。固体なので寿命が長く熱に強いなどのメリットがある。
一方、課題も少なくない。
固体電解質として有望な材料として硫化物系と酸化物系の2種類がある。
それぞれの課題は、イオン伝導率の高い材料を見つけることだ。一般的にイオンは固体中では動きにくいため、イオンが動きやすい材料を探している。
他にも電極中の活物質と電解質の接合を維持するのが難しく、活物質の膨張や収縮によって接合部分（界面）が剥がれたり、亀裂が入ったりすることがあるのだ。
硫化物系全固体電池の場合、締め付けることで良い性能を示すことは知られているが、重い部品を積んでしまっては意味がなく、接合を維持するための工夫が課題になっている。
全固体電池はいつ実用化されるのか
現在、トヨタやホンダ、日産、村田製作所などが全固体電池の実用化に向けて開発に取り組んでいる。
トヨタは2020年代前半に全固体電池を商用車に投入するとの方針を示しており、2020年8月に全固体電池を搭載した車で試験走行を実施。
まだまだ、寿命が短いという課題はあるものの、まずはハイブリッド車を検討しているという。
日産自動車も2028年度の実用化を目指して開発を進めている。
ホンダも2024年度中には実用試作品を完成させ、2020年代の終わりに量産市販車を完成すべく技術開発に力を傾けている。
バイクのEV化を進めているホンダには期待したい。