日記 電気自動車(EV)

【2018年の注目】EV・スマホ次世代電池「全固体電池」で激しい開発競争! トヨタ筆頭にホンダ、日産、日立etc.

昨年、トヨタが全固体電池の開発を発表し、年末にはパナソニックとの提携も発表。全固体電池の実用化を2020年代には実現したいとしている。近い将来これが本当に実用化となれば、リチウムイオン電池のデメリットがなくなり、EVシフトが加速する様相になるだろう。2018年から、トヨタだけでなく、各社の全固体電池開発競争が激しくなりそうだ。



各社の「全固体電池」のニュース

 トヨタに続き、日産・ホンダも

トヨタではすでに2011年、東京工業大学と共同で「全固体電池」を開発。リチウムイオン電池と比べると、イオン伝導率が約2倍、出力が3倍以上に達しているそうだ。(2016年時点)

全固体電池の特徴は、正極、負極、電解質が全て固体。よって、液漏れの心配が無く、安全性が高いとされている。大容量化が可能になるため、その分航続距離も伸びる可能性が高い。リチウムイオン電池のデメリットを克服することになる。また、充電時間の大幅短縮を可能する。

ホンダや日産自動車でも「全固体電池」の開発に踏み切ったようだ。日産は、2020年代後半の実用化を目指しているという。

村田製作所


12月28日、村田製作所の村田恒夫会長兼社長が、2019年の製品化を目指す全固体電池が「(競合他社より)エネルギー密度の高いものになる」との見通しを示した。

村田は、ウエアラブル端末向けなど車載以外に照準。TDKも車載以外が照準のようだ。

日本特殊陶業(NTK)

日特が世界シェア40%を持つ点火プラグで有名。アフターマーケット需要もかなり多く、当分はなくならないとみられている。


しかし、現在の売上高の84%を占める部品がEVによって不要になると。

日特が、全固体電池の研究開発を始めたのは2010年ごろ。

実は、トヨタが20年代前半の実用化を目指して開発中の全固体電池では、固体電解質に導電性の高い硫化物を用いる硫化物は水分に触れると毒ガスの硫化水素が発生する。トヨタでは「その問題は解決済み」(同社幹部)としているが、硫化物の安全性を懸念する声もある。

しかし、日特は固体電解質に酸化物を使い、硫化物のようなガスを出さない。この酸化物では硫化物のように電池を薄くして大きくすることが難しかったが、同社は得意のセラミックス技術を活用して見つけた特殊な物質を酸化物の固体電解質に混ぜることで、硫化物の場合と同じように大型化できることを突き止めた。

ただ、現在日特は現在のエネルギー密度を公表しておらず、トヨタの固体電池の性能に追いついてないようだ。

旭化成


トヨタと組んでいる東工大などの研究チームは、元素の種類などを変えて材料の改良を進めている。16年にはイオン伝導率が従来の電解液と比べて約2倍、出力は3倍以上になった。試作した電池は充放電を千回繰り返しても容量はほとんど落ちず、寿命も長くなってきている

しかし、内部に結晶ができてショートする問題が見つかっている。

また、固体電解質は硫黄を含み、空気中の水分に触れるとガスが発生してしまう欠点も抱える。

量産にはまだ壁がある。

物質・材料研究機構の高田和典副拠点長らは、新しい負極を開発した。一般的な炭素からシリコンにすることで、負極の容量を既存のリチウムイオン電池の約10倍に高めた。電池全体の容量は5割ほど増える見込みという。酸素を混ぜるなどの工夫で、シリコンが均一に膨らむようにして電極の破壊を防いだ。

全固体電池っていったいなに? メリットは? どんな企業が参入?


既存の電池メーカーより、新規参入組が圧倒的に多い。

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