電気自動車（ＥＶ）でリチウムイオン電池に続く次世代電源と期待される「全固体電池」の実用化に向けた技術開発が進んでいる。物質・材料研究機構は負極材料にシリコンを利用し、負極の容量を約10倍に高めた。東京工業大学とトヨタ自動車などは電解質を改良して出力を向上。大阪府立大学は正極材料を変えて寿命を高めた。2020年代前半の実用化を目指す。

　リチウムイオン電池などの蓄電池は一般に、正極と負極、リチウムイオンの通り道となる電解質などからなる。リチウムイオン電池の電解質は可燃性の液体だが、全固体電池では固体を使う。燃えにくくて安全性が高く、高容量になると期待を集めている。電極は容量、電解質は出力、その組み合わせは寿命などにかかわり、それぞれを改良する研究が進んでいる。

　物材機構の高田和典副拠点長らは負極材料を一般的な炭素からシリコンに置き換えた。負極の容量が既存のリチウムイオン電池の約10倍になり、電池全体の容量を約1.5倍にするめどを付けた。

　シリコンは電気を多く蓄えるが、充電すると約４倍に膨張するため使いにくい。微量の酸素を混ぜるなど工夫して、均一に膨らむようにした。高田副拠点長は「原理は実証できた。量産に適した技術に仕上げる」と話す。

　東工大の菅野了次教授とトヨタなどは、電解液よりもリチウムイオンが約２倍通りやすい電解質を見つけ、出力を３倍以上に高めた。菅野教授は「固体電解質と相性がよい電極の探索が今後の課題」と話す。トヨタは20年代前半の実用化を表明している。

　大阪府立大学の辰巳砂昌弘教授らは正極材料に硫化リチウムなどを混ぜたものを使い、リチウムイオンを動きやすくした。試作した電池では、2000回の充放電を繰り返しても劣化しなかった。正極の容量も２倍超になった。

　太陽誘電は固体電解質を電極と一緒に焼き固めた電池を試作した。電極材料のコバルトを電解質にも加えると、材料が混ざらず繰り返し使っても性能が落ちにくいことを突き止めた。4000回充放電を繰り返しても当初の約８割の容量を保った。

nikkei.com（2017-11-19)