恣意的なのログ

徒然なるままに、夜更かしPCに向かひて、心にうつりゆくよしなしごとを、恣意的に書き殴るブログ

【トヨタ】今話題の全固体電池の構造ってどうなってるの?【デメリット】

3分で分かる全固体電池!

最近全個体電池ってよく聞くけど、正直良くわからない…

そんなあなたに、三分で全固体電池について簡単に理解できるようにまとめてみました!

何から何まで素晴らしい電池のように聞こえますが、実はデメリットもあるんです…

今回は、全固体電池のメリット・デメリット合わせて紹介したいと思います!

 

液体と固体の違いって何?

私達が良く使っているリチウムイオン電池は電解質が液体で出来ています!

話題の全固体電池は電解質が固体。

その通りなんだけれど、なんだか分かりにくいですよね。

 

化学反応と電子の移動

ちょっと化学っぽくなってきますよ。

リチウムイオン電池は電極と電解液が化学反応を起こすことで電流が発生します。

対して、全固体電池は化学反応を伴わずに電流を発生させることができます。

 

もう少し詳しくすると

従来のリチウム電池は、リチウムと電解液が化学反応を起こすことでリチウムイオンと電子に分かれます。このリチウムイオンが正極と負極を行ったり来たりすることで充電放電が可能になっているのです。この化学反応で電極が劣化しバッテリーの性能が経年劣化していきます。

 

対して全固体電池はこれらの化学反応を伴わない。即ち電池が劣化し難くなります

 

どうして化学反応を伴わずにリチウムイオンが移動出来るのか

リチウムイオン電池の電解液では、ある程度自由にイオンが移動します。ふわふわ漂っているイメージ。

対して、固体電解質では、分子が隣の分子にイオンを手渡すようなバケツリレーを行うことでイオンが移動します。

 

電解液を使ったリチウムイオン電池は、大電流を流すと電気抵抗が上昇しイオンの動きが鈍くなる弱点がありますが、固体電解質はイオンの伝達効率が良いので、エネルギーコストが非常に高い

また、イオンの移動速度が早ければ、より多くの電流を生み出すことが出来ます。

同様に急速充電が可能。

また、温度の変化によってイオンの伝達速度が変化しにくい。つまり、温度の変化に強いと莫大なメリットがあります。

 

 

固体であること形状的なメリット・デメリット

有機電解液が不要であれば、液漏れや発火の危険性が低くなります。また、形状の自由度が高いのでいろいろな形でデザインが可能です。

 

しかしデメリットも。現在有力である無機固体電解質は、非常に割れやすいのです。

 

今後の課題

いいこと尽くしの全固体電池ですが、現在の固体電解質の候補である硫化物は非常に不安定な物質。それ故に量産体制が整っていません。

 

今後、固体電解質の安定化・生産技術の確立は勿論のこと、強度や軽量化の技術が課題になってきますね。

 

関連銘柄

 TDKや村田製作所、太陽誘電のほか、パナソニックやトヨタなども積極的に全固体電池の開発に取り組んでいます。

 

早く全固体電池のiPhoneを作って欲しいですね笑

 

 

日経テクノロジー展望2018 世界を動かす100の技術

日経テクノロジー展望2018 世界を動かす100の技術