【プレスリリース】高速リチウムイオン伝導性を示す分子結晶電解質の開発と 電解質の融解・凝固を利⽤した全固体電池の作製 ― 全固体電池の開発に新たな⽅向性をもたらす発⾒ ―
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既報の固体電解質材料と分子結晶電解質の位置づけの図が分かりやすい。リチウムポリマー(LiPo)も確かに全固体なんですよね。
電解液が固体になった電池を全固体電池というワードでニュースになってますが、実はポリマーとして既に固体化されてます。
そして電池には電解液だけでなく、正負極が短絡しないようにし、イオンを通すセパレータという固体の部材も有ります。セパレータもポリマーが主流ですが、セラミックセパレータも確か東レが出していたはず。
では電解液(とセパレータ)が固体になると何が嬉しいのか。電解液は有機系溶剤なのでこれが燃える可能性が有りますが、固体になったらまず燃えません。
しかし燃えない水系の電解液も研究はされてますので、更に固体にするメリットとしては積層が可能になります。正極と負極を何枚も重ねることですね。一定の体積に貯められる電気の容量が増やせます。
そして固体だと形状も自由に出来るメリットを謳ってることも有りますが、電解質と電極の界面は電池の電圧に影響するので、必ずしも自由に形状を変えてしまうと電池性能に影響が有ります。
それよりも固体になるメリットとしては、エレキの回路との一体化が可能なのではないかと想像出来ます(現在は多層化してないのでセル=電極)。多くの正負極の状態をセル単位ではなく、電極単位でセンシングする回路を忍び込ますことは物理的に可能です。この記事なんかは、そういった話に近いかも。
https://eetimes.jp/ee/spv/2010/30/news050.html
現在は高温・低温での電気伝導度の高い固体電解質を探索することが全固体電池の研究で進められてますが、それは液体の電解液よりも固体の電解質は伝導度がどうしても低くならざるを得ないためです。それを液体と同等以上の固体物質が見つかったというのが、全固体電池研究のニュースで、商用化されるというニュースは同等程度の固体電解質で量産が可能な製法が確立出来たということですね。
つまり新しい固体電解質が見つかっても、すぐに量産出来るかは、製法の問題もあればコストの問題も有ります。セルの大型化や積層化という流れも有り、新物質探索以上に全固体電池の新製法や新構造にも着目されると、従来のリチウムイオン電池より何が優れているのかがより理解出来ると思います。
