固体電池は、従来の液体電解質に代わる固体電解質を使用する新しいタイプの電池です。

基本原理

従来のリチウムイオン電池と同様に、固体電池もリチウムイオンが正極と負極の間で挿入および脱離することにより、電気エネルギーと化学エネルギーを相互に変換します。充電過程では、リチウムイオンが正極から脱離し、固体電解質を通って負極に移動し、負極材料に挿入されます。放電過程では逆に、リチウムイオンが負極から脱離し、固体電解質を経て正極に戻ります。

主な利点

安全性の向上：固体電解質は不燃性、不爆発性で、液体電解質の漏洩や燃焼などの安全上の懸念を根本的に解消し、電池の安全性を大幅に高めます。

高エネルギー密度：高比容量の金属リチウムなどの負極材料を採用でき、また固体電解質と電極材料間の界面インピーダンスが比較的低いため、より高いエネルギー密度を実現でき、電気自動車などの分野での長距離走行のニーズに応えることが期待されます。

長寿命化：固体電解質は電極材料の溶解や構造変化を効果的に抑制し、充放電過程における副反応を減らすことができ、その結果、電池の充放電サイクル寿命を延ばすことができます。

広い動作温度範囲：高温および低温環境下でも、固体電池の性能は比較的安定しており、液体電池のように性能が大幅に低下したり、機能不全に至ることが少なく、電池の応用シーンを拡大します。

応用分野

電気自動車：固体電池が最も有望な応用分野の一つで、電気自動車により高い航続距離、より短い充電時間、およびより高い安全性を提供することができ、電気自動車産業の発展を促進します。

コンシューマーエレクトロニクス：スマートフォン、ノートパソコンなどのバッテリーのエネルギー密度と安全性に対する要求の高まりに応えることができ、機器の使用時間を延ばし、充電回数を減らすことができます。

蓄電分野：電力系統の蓄電、分散型エネルギーの蓄電などの分野で、固体電池の高安全性と長寿命の特性から、蓄電システムの安定性と信頼性を向上させることができます。