はじめに

CO2排出規制強化の動きが世界に広がり、ガソリン車から電動自動車(EV)へのシフトは、もはや後戻りできない、世界的な流れとなっています。

ただ、EVは弱点として、ガソリン車並みの航続距離を確保しようとすると、リチウム2次電池の搭載個数を増やす必要があります。そうすると、高コストで車重も重くなり、以前より改善されたとはいえ充電に時間がかかります。さらに、電解液に発火しやすい石油由来の液体を使っている、といった課題があります。

こうした課題に対して、正極や負極に使う材料を工夫して重量当たりの容量を増やしたり、電池を水で冷やして安全を担保したりしていますが、抜本的な解決にはなっていません。これらの課題をクリアするには、新しいアプローチが必要であり、その筆頭として、期待されているのが全固体電池です。

今回は、この全個体電池について解説します。


ゲームチェンジャーとなる全固体電池

全固体電池の構造は、今のEVに搭載されているリチウム2次電池と同じです。今のリチウム2次電池は、正極と負極の間にショートを防ぐ絶縁膜を置き、隙間にリチウムイオンの通り道となる電解液を満たしています。全固体電池は、リチウムイオンの通り道が電解液から固体の電解質に変わっただけで、構造は同じです。

リチウムイオンの通り道が液体から固体に変わっただけ、ただそれだけですが、全固体電池は今のリチウム2次電池の課題を全てクリアできます。電解質が固体なので発火しにくく安全で、冷却装置も不要です。高い電圧をかけられるため、充電時間も短くなります。

また、電解液は正極や負極の材料と不必要な化学反応を起こしやすく、一部の高容量な材料を使えなかったのが、全固体電池は使えるので、今のリチウムイオン二次電池の3倍、あるいは、それ以上の容量にすることが可能です。

今のEVはフル充電後の航続距離が300kmから350kmですが、全固体電池を使えば800km以上も可能と言われています。