エネルギー
 

第1回:転換期迎えるLiイオン2次電池

狩集 浩志=日経エレクトロニクス
2012/06/21 08:00
出典:日経エレクトロニクス、2010年5月17日号 、pp.66-67 (記事は執筆時の情報に基づいており、現在では異なる場合があります)
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 「固体の材料だけで電池として機能するとの認識がやっと広がってきた」(東京工業大学 大学院 総合理工学研究科 物質電子化学専攻 教授の菅野了次氏)。

 大容量な次世代電池として固体電解質を用いた,いわゆる「全固体電池」が最近,注目を浴び始めている。次世代電池に向けてエネルギー密度を向上させながら,安全性の確保と長寿命化を図れるとの期待感が高まってきたからだ(図1)。

図1 行き着く先は固体電解質
電動車両や定置向け大型Liイオン2次電池では,安全性の確保が最優先事項である。さらに,長寿命化を望む声の高まりから,「Liイオン2次電池に固体電解質を採用したい」とする電池利用者の声が出ている。一方,携帯機器向け市場では,エネルギー密度300Wh/kgを超えるようなポストLiイオン2次電池の開発に合わせて固体電解質の検討が進むことになりそうだ。
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 有機系電解液を用いた従来のLiイオン2次電池は,過充電や内部短絡などの異常時に電解液が高温となって揮発するため,発火したり爆発したりする恐れがあった。この有機電解液を固体電解質に替えた全固体電池は,安全性を大幅に高められる。しかも,理想的な状態であれば,Liの拡散速度(イオン伝導度)が液体を使う電解液よりも速いため,理論的には高出力化が可能といわれている。

 加えて,全固体電池は製造方法を含めて,電池のこれまでの概念を大きく変える特性を実現できる可能性がある。例えば,液体を封入しないことから外装の簡略化が可能になる上,ロール・ツー・ロールで大面積のセルを製造することができる。さらに,電極を複数積層し,セル内で直列につなぐことで12V,24Vといった大電圧のセルを作製するなど,これまでにない電池の実現が可能だ。

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