ポータブル機器や電気自動車用の電池としてLIBが巨大市場を形成しており、今後も年平均成長率(CAGR)が数十%で推移すると言われている。技術の世界では、ポストLIBとして更に高性能が期待できる電池系の研究開発も鋭意行われている。ここでは、それら”次世代電池”と言われる期待の電池系を紹介します

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①全固体電池

■全固体電池とは・・・電解質に「固体材料」を用いる電池

LIBでは電解質は液体で・・・電解液・・・と呼んでいた。この電解質部分に固体材料を利用すると・・・
正極、負極などその他構成部材がほとんど固体でもあることから・・・すべて固体から構成される電池となる。
すべて固体から構成される電池なので「全固体電池」と呼ばれ、次世代電池の中では実用化が最も期待されている。 全樹脂電池やポリマー電池も厳密には「全固体電池」であるが・・・、
ここでは、無機系の固体電解質を用いる全固体電池・・・特に「バルク型全固体電池」を中心に話を進めます。

                                     

                                                    

■次世代電池として「全固体電池」の期待が大きいのは何故?

本格的なEV普及に向けて・・・全固体電池に大きな期待が寄せられている。
期待される全固体電池の性能は・・・
・高い安全性:従来LIBの可燃性有機電解液が難燃性無機固体電解質に替り、発火Riskが極度

 に低減できる
・高い耐久性:電解質が熱的、化学的にも安定な固体材料であり、液系電解液質の寿命劣化

 原因であった電気化学的分解や液枯れ等の現象が起こらず、長寿命が期待できる
・高い入出力性能:高イオン電導度の電解質も開発されてきており、Liの輸率が高いことも

 期待の理由


■無機系固体電解質とは

無機系の固体電解質としては、硫化物系化合物と酸化物系化合物が中心に検討されている。
実際に電池へ適用する際の適合性を鑑み、「硫化物系」と「酸化物系」の固体電解質の特徴を示す

硫化物系と酸化物系の固体電解質の代表的な材料のイオン電導度の内訳を紹介する

出典:TRC News 201806-01


酸化物系固体電解質としてはガーネット結晶系のLLZなどが盛んに検討されているが、イオン電導度を含め・・・
まだまだ実電池としての実現が困難ということで、研究段階にとどまっている感がする。
イオン電導度の実力や好ましい物性(柔らかさなど)から、硫化物系の固体電解質を用いた全固体電池の検討が精力的に進められており、例えば、トヨタ自動車などは近いうちに、全固体電池を搭載したEVを実用化する・・とも述べている。その日が来るのは大変楽しみである

次に、種々の固体電解質材料のアレニウスプロットを示す。基本的には、イオン伝導度が
高く、かつ温度依存性が低い(活性化エネルギが低い)固体電解質が好ましい・・のは
言うまでもない。

出典 KEK ニュースルーム
硫化物系固体電解質の原形はLI2S-P2S5系の硫化物であり、大阪府大の辰見砂先生、林先生らにより研究されてきた。その後、東工大の菅野先生らにより新たに見いだされた固体電解質のLi10GeP2S12は、そのイオン伝導度の高さから注目を集めた。硫化物系固体電解質材料の中にはLIBの有機電解液系のイオン電導度(σ=10-2Scm -1程度)に匹敵するものがあることが分かり、それら固体電解質材料を用いた「実用に資する全固体電池の実現可能性」が高まってきた。
イオン伝導度の観点から、硫化物系全固体電池(硫化物系固体電解質を用いた全固体電池)が実用化に向けて有望ということもあり、硫化物系全固体電池の研究が拡大して行った。

■硫化物系全固体電池の開発でわかってきた課題

                                                   

                                             

■全固体電池の製造プロセスの要点

硫化物系の固体電解質は柔らかい材料と言われるが、所詮固体なので・・・液体電解質で言うところの濡れ性を確保するのは難しい。液体なら注液して電極を均一に濡らせることが可能で・・・電極反応界面はばらつきなく作れる。
注液の代わりに、予め、電極材料(粉体)と固体電解質材料(粉体)を均一に混合する工程が必要。メカのケミカル法や特殊なジェットミルを適用して均一に混合したものを作成し、これを圧延して電極シート化する。このようにして作った正極と負極の電極シートの間に電解質のみで作った電解質シートを挟んで圧延すると・・・基本的に単Cellが完成するはず・・・・・だが・・・そこそこの電池性能を得るためには製法上の高度なテクニック(これはノウハウの塊)が要る。このあたりが、全固体電池を市場性のある電池商品として成功させるための”肝”と考えている。
固体電解質を液化して電極材料に注液した後に固化する方法などは理想的と思え・・・すでに多くの検討がなされているが・・・電解質の液化/固化のプロセスが電解質そのものの物性を変えてしまう問題もあるため・・・更なる改良が必要である。しかしながら、この”液体状態を経由するプロセス”しか全固体電池の未来はないような気もする。
全固体電池の製造プロセスのイメージを想像して・・・プロセス図(案)を作ってみた。このプロセスでは不十分なことは分かっているが・・・・プロセスを考えながら・・・色々な課題が見えてきたこともあり「論点」ということで思いつくまま書いてみた。
プロセス図:https://tec-jyam.com/?page_id=391(新しいタブで開く)


■硫化物系全固体電池の研究開発を積極的に進めている主なプレイヤーを紹介する・・・

硫化物系の「電解質材料、及び全固体電池の研究」テーマは、大阪府大の辰見砂先生、林先生、東工大の菅野先生、NIMSの高田先生らが牽引してこられた。その中で実電池に資する電解質も登場し、その実電池化に向けて、産総研のLIBTECで、産学官連携のプロジェクトが発足し活動している。特に、トヨタ自動車は特許出願数も群を抜いており、LIBTECのプロジェクトを牽引する立場でもある。

特許出願数は日本が大きくリードしており、中でもトヨタの出願が群を抜いております

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■全固体電池に関するお薦めの 注目情報・お役立ち情報  Go Go To WEB (ググって)

全固体電池の最前線 「電池を固体に-超リチウムイオン伝導体の開発」  全固体蓄電池の最近の進展
全固体型リチウム電池を目指して 硫化物固体電解質を用いた全固体リチウム二次電池の構築

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②リチウム空気電池

■Li空気電池とは   ・・・究極の高容量電池・・・

リチウム空気電池は、理論エネルギー密度が現状のLIBの数倍に達する「究極の二次電池」とされている。
電極反応としては、空気中の酸素(正極活性物)とリチウム金属(負極活性物)が化学反応することで電力を生成する。
構造は、正極(空気極)/セパレーター/負極(リチウム金属)に電解液を入れた構成だが、正極活物質である酸素が大気中に在り・・・それを取り込んで利用するというのが最大の特徴。正極は酸素と電解液中のLiイオンが反応する薄膜状の多孔質反応層を設けるだけなので、電池内はほぼ負極活性物が占めることができる。
 これにより、エネルギー密度はLIBに比べ大幅増となり、その重量あたりのエネルギ密度はLIBと比べて5倍以上になるという。
理論的には「究極の高容量を示す電池」であるが、技術的課題も多く・・・なかなか開発が難航している模様である

■Li空気電池の電池反応メカニズムと課題

いずれにしても、実現のハードルは極めて高いが・・・「究極の高容量電池」という魅惑的な電池系でもあり、今後の研究開発の進展を大きく期待している

■Li空気電池を研究開発している主なプレイヤーは・・・

・国の研究機関や大学での基礎研究が中心、開発には相当時間がかかるテーマなので、企業の研究は少なめ
・NIMS、産総研、JSTでの活動が良く知られており・・・最近、NIMSとソフトバンクが共同開発に着手
・自動車OEMも興味を持っており、トヨタやBMWなども基礎研究の一環として手掛けている

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■Li空気電池に関するお薦めの 注目情報・お役立ち情報  Go Go To WEB (ググって)

画期的なリチウム空気電池用電極材料の開発JST JST NIMS ソフトバンク共同研究開始
新しい構造の高性能「リチウム-空気電池」を開発 産総研

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③金属リチウム電池

■金属Li電池とは、高エネルギ密度が期待できる電池系

 負極に金属Liを用いる電池は、LIBが世の中に登場する1991年以前に盛んに研究開発されていた電池系で、小職も・・この頃・・・この金属Li電池を研究していたことを思い出します。
正極には酸化物、硫化物など可逆的にLiと電池反応する材料が鋭意検討されていました。LIBとは違い、金属Li電池の場合、負極が最初からLiを含むので・・・Liを含まない正極活物質も利用できるという利点がありました。もちろんLiを含むLiCoO2なども利用可能です。
金属Li電池は、かつて製品化され市場に出たことがありました。それは、カナダのモリエナジー㈱が、携帯電話
(当時の携帯電話は百科事典一冊くらい大きかったが・・・)に搭載した円筒型電池で、正極に硫化モリブデン、
負極に金属Liを用いていました。性能的には相当優れていたものでしたが・・・安全性の問題で事業は中断しました。この頃、LIBが開発され・・・その後市場はLIBに席巻して金属Li電池は市場から消えてしまいました。
ただ、金属Li電池の持つポテンシャルは高く、理論的にはLIBよりはるかに高いエネルギ密度が得られる電池系であることには間違いありません。そのため、近年、高エネルギ密度の次世代電池の候補として・・・再度注目されるようになりました。もちろん安全性の問題が最重要課題であることは周知の事実で、この課題解決を重点としてR&Dが
行われています。

■金属Li電池の高容量化イメージ

負極の金属Liの理論容量は、3860mAh/g 2060mAh/cc であり、LIBの黒鉛負極(理論容量:372mAh/g 744mAh/cc)に比べ圧倒的に高いため、電池での高エネルギ密度が期待できる

同じ正極を用いて、同じ容積の電池を想定した場合、黒鉛に比べ負極はほぼ1/3(744÷2060)で済む。
負極が小さくなって余った部分に正極と金属Liを充填して・・・正負極容量バランスをとるように設計すると、現行LIBに比べ同じ容積のセルで容量が1.4倍に増加できる。 

金属Liは・・・重量理論容量密度(mAh/g)が、LIBの黒鉛負極の約10倍(372→3860mAh/g)となる。また、準電極電位も黒鉛に比べて低いため電池としての作動電圧を高くできる優位性がある」ということは事実であるが・・・
負極の容量が10倍になるという言葉が独り歩きして・・・電池の性能が10倍になると誤解され・・・過大な期待を与えないように・・・気を付けなければならない。

LIBの場合は、Li供給源としての正極の選択肢はLI含有化合物であったが・・・
金属Li電池の場合は、Li含有の制約が無いため選択肢は飛躍的に大きくなる。 二酸化マンガンMnO2、バナジウム酸化物V2O5・・・・・・など、可逆性が確認できる材料であれば使える可能性がある。

■金属Li電池の最重要課題

 正極はさておき、負極の金属Liの充放電反応の最適化が最重要課題と言える。特に、下の図に示すように、デンドライト状状析出により・・・Cycle劣化が大きいという問題があり、Cycle劣化抑制技術を構築して実用に資する長寿命化を図ることが最重点課題である

デンドライト状析出の最も大きなリスクは、負極と正極を分けているセパレ—タを突き破ると電池内でショートが起こり(短絡)、発火・爆発にもつながってしまうという安全性の問題である。

何故、デンドライト状析出が起こるのか?

有機電解液からのLi析出過程は析出条件(電解液組成,析出電流密度 など)やLiの表面状態にも影響を受ける。通常、Li表面は電解液との反応等で生成したLiOH,Li2CO3やLi塩由来の有機物などからなる薄膜層で覆われいる。
金属Liの表面皮膜組成や表面形態については、XPS,FT-IR,SEM,AFM,STMなどの機器分析を用いて解明されている。
LIの析出は、基本的に電流分布の不均一さがあると発生すると考えられる。すなわち、 表面皮膜の不均質な部分、Li表面の凸凹や粗さなどによる不均一形状からも発生すると考えられる。

■デンドライトの生成を軽減する方法

事例をいくつか紹介する
①均質な薄膜の形成  ・電解液への少量のHFの添加が表面皮膜組成の改質に有効/ 

           LiClO4/PC電解液に微量のFを添加する実験で平滑なLiの析出が確認さ
           れた
          ・電解液中にCO2を溶 解すると、Li表面にLi2CO3を主成分とする緻密
           で均一な薄膜が生成し、Liの析出・溶解が均質になった
          ・低温下(~氷点下)でLiの充電析出/放電溶解を数回繰り返すと、そ

           れ以後の室温での充放電で高いクーロン効率が得られる結果となっ
           た。これは、低温下での充放電では、室温で形成 されるルーズな
           表面皮膜に比べて緻密で均一な薄層が生成するためである

②均質な電流分布化 ・均質な多孔質膜からなるセパレータを採用すると極めて均一な
           析出/溶解反応が進行する。
           中でも、都立大の金村先生が開発された3DOMセパレータは、その

           効果が際立っている
          ・負極集電体Cuの結晶方位が金属Li負極の充放電特性に及ぼす影響が

           確認された。これは、Cu集電体上にLiを析出させる場合の実験だが、
           集電体金属結晶粒界なども留意要ということ。

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■金属Li電池を研究開発している主なプレイヤーは・・

・文科省ALCA、経産省NEDO、NIMS、産総研、JST 大学
・株式会社スリーダム 
・ソフトバンク Ulvac

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■金属Li電池に関するお薦めの 注目情報・お役立ち情報  Go Go To WEB (ググって)

金属Li負極電池の劣化要因、米大学が発見か  リチウム金属負極に有効なセパレーター   
極集電体の結晶方位に着目した金属リチウム負極のサイクル特性改善 Li金属負極の研究①
ソフトバンクらが次世代電池研究開発においてリチウム金属負極を用いた質量エネルギー密度450Wh/kg級の実証に成功  真空蒸着プロセスを用いたLi 金属負極の開発

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④その他 有望電池系

高エネルギ密度の二次電池として研究開発途上のある電池系はいくつかある。 詳細は省略するが、いくつか名前だけ挙げてみる。 詳細をご希望なら、ググってみてください。

Li硫黄電池:金属Li電池の範疇で、負極に金属Liを用い、正極に硫黄Sを用いる電池
       高容量が期待できる  
       課題は、充放電反応の反応中間体である複数種の多硫化リチウム

      (リチウムポリスルフィド)が電解液に溶けて電池機能を阻害することである。 
       固体電解質やイオン液体適用も検討されている

Naイオン電池:Liの代わりにNaを使った二次電池。基本的にはLIBと同じように
        インサーション反応を利用する。
        性能的には、まだLIBには及ばないが・・・・同等程度の性能まで達する
        可能性もあり、かつLiと違い・・・Naは資源的には・・圧倒的に豊富で、
        安価に調達できる点がメリットである。

多価イオン電池:2価のイオンを電荷担体とするマグネシウム(Mg)電池などが検討
         されている。
         Liは1価なので、イオン1個当たり電子e-が1個、反応に寄与する。
         2価のMgの場合、イオン1個当たり電子e-が2個反応に寄与する。
         ということで高容量が期待できる。

その他、レドックスフロー電池なども将来有望と言われているが・・・、これは蓄電池というより発電器に近いのでこのサイトでは取り上げない。

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■代表的な次世代電池の現時点(~2021)の位置づけ

代表的な次世代電池として、全固体電池、Li空気電池、金属Li電池について・・・・・・いずれも実用化に向けてR&Dが行われているが、果たしてどのくらいまで進展しているのか? そして、今、どの辺にいるのか・・・といったところを考えてみた。
この図は・・・我流の適当なイメージ図で・・・、こんな区分けはおかしいと言われるかもしれないが・・・
とりあえず、説明のために Science → Technology → Engineering → Manufacturing → Marketで区分けをしてみたものである。 以下、自分勝手な定義であるが・・・この基準で各電池系の現時点の位置づけを考察してみた。

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Science領域:基礎物質や基本反応などの原理原則を見極める科学的な検証段階
Technology領域:材料、構造などの基本構成がほぼ決まり、技術の原型を確立(原型開発) 

        する段階
Engineering領域:技術の原型開発で確立した基本性能を確実に再現できるように条件

        (製造技術や生産技術)を確立する段階
Manufacturing領域:前段階で確立した製造技術や生産技術に基づいて量産体制を確立する

          とともに量産を実施する段階
Market領域:量産ができる技術・体制が整った状態で、商品戦略に基づいて商品を市場に

       投入する段階

・全固体電池:硫化物系全固体電池の開発がトヨタをはじめ多くの開発部隊で進められており、初期性能を満たしたプロトタイプ(原型)の電池の技術的検討が進められている(Technology領域)
 現時点では・・・原型の技術的改良を加えながら・・・その原型の技術構成を基に・・・
 再現性を保証しうる製造技術&生産技術を検討している ➡ Front Line(Engineering領域)
 なお、新規固体電解質の創造研究や構造解析などが行われている(Science領域)

・Li空気電池:電池として作動する構成材料や構造・仕組みの探索を行うとともに、材料候補
 を用いて・・原理原則を見極め、科学的な検証を行っている ➡ Front Line(Science領域)
熱力学的には電池として機能することが分かっているが、速度論的にこの電池機能が成立するか はまだ不明。

・金属Li電池:一度市場投入されたことのある電池であるが、技術的不完全さを抱えている。そのため、実用化を想定した技術の構築(安全性確保、寿命特性改善など)を検討中 ➡ Front Line (Technology領域)
なお、金属Li表面の充放電時のmorphology変化解析なども行われている(Science領域)
寿命が短いが高エネルギ密度であることを利用する市場として「ドローン用電源」市場は
可能性が高い

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持論・独論・ひとりごと

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■ 全固体電池は、エネルギ密度が格段に向上した電池になるのかな?

全固体電池は、LIBの電解質である有機電解液が占めていた部分に固体電解質を充填することで作れる。しかし、電池容量は電極性能が決めるもので電解質には容量発現能力は無い。
では、何故・・・全固体電池が高エネルギ密度電池の候補として取り上げられるかと言えば、
 ・電解質を固体にすることで、高電圧高容量の新規活物質が使える可能性がある(仮定1)
 ・電解質に流動性が無いので、バイポーラ型の電極構造が採用できる(仮定2)
 ・固体電解質は耐熱性が高いので電池Packの冷却機構部分が不要となる(仮定3)
などの期待から発したものである。
いずれにしても、(仮定1)×(仮定2)×(仮定3)が成立した場合を期待したものであり、それが独り歩きしている感もある。 
かなり困難な課題であることは承知しているが、それを技術力で解決して・・・高エネルギ密度電池の実現を達成してほしいと願うばかりである。

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■全固体電池・・・
固体粒子の電解質を粉体のまま用いて電池を製造する限り・・・

同じ性能の電池を再現性良く作製するのは・・・かなり難しい・・かも?

LIBの有機電解液は液体であるがゆえに、電極内の空隙部分を満たし、電極活物質全面と接して、その接触界面全体で電極反応に寄与できた。固体電解質の場合、空隙に固体電解質材料を満たすことが出来れば良いのだが、固体粒子では困難が予想される。固-液間では濡らせば十分な界面形成ができるが、固-固間での界面形成は混合+圧延に頼ることになる。
固体粒子と固体粒子を混合して圧延する方法をイメージしてみよう。LIBと同じ程度の電池容量を得ようと思えば、本来電解液が染み込む空隙分の嵩と同じ量の固体電解質粒子を満たせば良い。空隙率を30%としたら、体積比で活物質粒子:固体電解質粒子=70:30となるように混合し、圧延して電極を作れば・・・電極内部に電解質が満たされた状態を作れるはずである。
ここで、活物質粒子を白い球とし、固体電解質粒子を赤い球として混合した場合の界面形成状態を考察してみたい。
例えば、いずれの球も同じ粒子径とした場合、白球を70個、赤球を30個を混合することになる。ここで大事なのは、混合して圧延した後の白球と赤球の総接触界面が一定になることである。すなわち、極めて高度な混合方法を用いて、赤球と白球の均一配列を成し遂げ、それを何回行なっても再現できるようにしなければならない。これはかなり難しいように感じる。硫化物系固体電解質は柔らかい材料であるため、赤球が柔らかいと想定すると圧延で空隙を埋めることも可能に思える。しかし、柔らかいと言っても、ゲルやゼリーのような柔らかさではないので・・相当な強圧力で圧延して・・はじめて成し遂げられる技でもある。実際・・・圧延機の開発もずいぶん行われたようだ。

次に、白球70個は同じ大きさで、赤球の粒子径を小さくし、粒子一個の体積を1/10にした場合を考えてみよう。
この場合、白球70個であるが、赤球は300個で混ぜることになる。少なくとも、同粒径同士の混合に比べ、赤球と白級の配列は均一性を増し、再現時のばらつきも小さくなっていくだろう。赤球を限りなく小さくすると液体に近づくと考えられるので、固体電解質粒子は小さいほど良いことになる。ただ、粒子が小さくなると・・取り扱いが困難になることは粉体工学では自明の理で、静電気を帯びて扱いづらくなったり、凝集して二次粒子を構成したりすることもあり厄介である。

おそらく、物性の変質さえなければ・・・固体電解質材料を液化して、電極に染み込ませた後に固化する方法が理想的であると考えている。この液体を経由して電極構成する方法もかなり検討されていると聞く。
全固体電池は、Technologyとしてほぼ完成していても・・量産性に向けたEngineeringで苦しんでいる所に居るように思える。
少なくとも、高品質を極めて無くても・・・一定して同品質の製品が再現性良く作り出せれば、市場に投入できる代物となる・・・と考えている。 

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■全固体電池・・・
高容量活物質ほど充放電時の膨張収縮が大きいことを考えると、物質移動を担う固-固界面の構造的維持は難しいように思ってしまう・・・
高容量と長寿命はトレードオフなのかもしれない?

全固体電池を高エネルギ密度電池として開発するためには、高容量活物質を適用する必要がある。一般に、高容量活物質ほど単位体積当たりのLiの吸蔵放出量が大きい材料なので…その充放電時の活物質の体積膨張・収縮の幅も大きいことになる。

従来のLIBでも、充放電に伴う電極の膨張収縮は相当大きく・・・充放電の繰り返しで、メカニカルな破壊が進み、電極内の電導パスが切断されることによる劣化が進行したりする。これは電極そのものの問題であるが、電解質が液体であるため・・・電解質ー活物質間の界面は”濡れ”状態を維持できている。つまり、活物質ー電解質界面の物質移動に関しては機能を損なうことは少ない。
例えば、薄膜型全固体電池でも充放電している限り活物質の膨張収縮は起こる。ただ、この場合は電極が極めて薄いためその膨張収縮幅が極めて微小で、歪みが変形限界を超えたメカニカル破壊につながることは無い。

一方、バルク型の全固体電池の場合は、活物質質粒子がある程度の大きさ(例えば10ミクロン)を持ち、それが集合体として電極を構成している。10ミクロンの活物質が・・・例えば10%膨張するとする。一つの活物質粒子の中心を起点にした場合、その表面は10%分その粒子の中心から遠ざかる。更にその隣の粒子も10%膨張しているので、起点の粒子の中心からみると・・・隣の粒子の反対側の面は更に10%遠ざかることになる。電極内の粒子は厚み方向でも数十個あるとすると・・・電極内で歪みが折り重なりメカニカル破壊につながる可能性が高くなる。おそらく、充放電を繰り返すと・・・変形や亀裂が発生して、劣化が促進されるリスクはかなり高いと思われる。
これが高容量になるほど顕著に現れることを考えると・・・全固体電池の高エネルギ密度化というのは・・・簡単に実現できる代物ではないと感じてしまう。

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■全固体電池・・・・セルでの高エネルギ密度化を止めて
開発方向を・・・圧倒的長寿命の超高耐久性電池に絞るのは良いかも

現在、全固体電池は高エネルギ密度電池を目指して開発されており、EVの航続距離を伸ばせる電源として期待もされている。上のひとりごとでも述べたように、全固体電池と高エネルギ密度化はどうも相性が悪いような気がする。
少し視点を変えて・・あえて高エネルギ密度化を狙わず、圧倒的な長寿命を有する超耐久性電池を狙ってみてはどうだろう?

正極や負極の活物質の中には、充放電での膨張収縮が極めて小さいものがある。
例えば、無歪正極材料Li2Co1.8Ni0.2O4 、寸法安定性LiCoMnO4や無歪Li2Co2O4などである。
負極では、チタン酸Li(LTO)などがそれにあたる。
元々、固体電解質はLIBの電解液のような電気分解による副反応が無いこと、有機物でないため耐熱性が優れていることなどから・・・長寿命・高耐久性が期待できる電池系と言われてきた。 この全固体電池が持つ潜在的な耐久性と上記無歪み材料を組み合わせることで・・・非常に耐久性の高い電池を得ることが期待できないだろうか?

単セルとしてのエネルギ密度は下がるが、上述のバイポーラ型の電極構造が採用(仮定2)と電池Packの冷却機構部分省略(仮定3)が適用できるとしたら、実用に資する蓄電池が期待できるのではないだろうか?

例えば、劣化も小さく・・・カレンダー寿命が現行LIBの数倍となる蓄電池が出現すれば、ある意味・・・世の中が変わる可能性がある。 たとえLIBの70%程度の性能しかない電池でも・・・航続距離を望まない小型EVには使えるだろう。さらに、安全性も高く、劣化が無いなら・・・電池交換頻度も減り、カーボンニュートラルにも貢献する。耐久性が保証されるということは・・・使い回しが心配なく行えることなので、リユース市場の構造も変わってくるし、標準化が進めば充電ステーションではなく電池交換ステーションの構想も実現するような気がする。

そのようなことを想像すると・・・全固体電池の開発方向の変更も悪くない・・・と感じてしまう。

例えば、産学連携プログラウムの中で、この方向性の開発を日本で先んじて行って欲しいと思う次第である。未来の電池覇権獲得の礎になると思うのだが‥‥‥

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■金属リチウム電池・・・
 ソフトバンクの金属Li電池の開発の狙いの妙

「ソフトバンクらが次世代電池研究開発においてリチウム金属負極を用いた質量エネルギー密度450Wh/kg級の実証に成功」というニュースが2021年3月半ばに報道された。
狙いは、この圧倒的な高エネルギ密度の電池を利用して、ドローン等の超軽量電池が必要な用途に適用させるということらしい。
確かに、荷物輸送等のドローン活用市場において、電池の高エネルギ密度化で長距離を飛行できるというメリットは計り知れない。
金属Li電池の場合、寿命特性に難点があるため、サイクル寿命が数千サイクル必要で、長期カレンダー寿命を必要とするEV用途などには向かない代物と思っていたが・・・・ドローン等での利用は現実味が非常に高いと考えられる。 

このドローンのような用途なら、300サイクル程度の寿命でも市場価値はあると思われる。
また、300サイクルなら・・・電池設計や電解液の最適化、更には3DOMのような均質セパレータを用いれば、「金属Li電池」でも十分に達成可能な目標である。
超軽量電池が差別化を生む、このような市場に適用するという妙・・・はさすがである。
この目の付け所には・・・感服した。

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