決して「神電池」ではない! 自動車メーカーが期待を寄せる「全固体電池」とは?

この記事をまとめると

■全固体電池には世界の自動車メーカーが期待を寄せている

■全固体電池によってEVの高性能化とプラットフォームへの自由な配置が実現される

■トヨタによるとまだまだ全固体電池の実用化にはさまざまな課題が存在する模様

全固体電池が実現すればEVは大幅に高性能化することが可能だ

 電気自動車(EV)の普及拡大へ向け、世界の自動車メーカーが期待を寄せるのが、全固体電池だ。全固体電池とは、充放電を促す電解液を固体にした構造で、機構自体はリチウムイオン電池である。電解質内をリチウムイオンが正極と負極へ移動し、充電や放電を行う。

 全固体電池の構想が熱を帯びた背景に、リチウムイオン電池の過充電や電極の短絡などによって発熱や発火などの事故が起きたことがある。このため、リチウムイオン電池は危険との意識が、消費者のみならず自動車メーカーにも深く浸透した。そこで、過度の発熱や発火の危険が少ないとされる全個体電池に注目が集まったのである。

 また、全固体電池は、既存のリチウムイオン電池に比べ高性能化でき、それによって少ない搭載で十分な航続距離を手に入れることができるとされた。電解液は電池内を移動し、電池の置き方次第で電解質と電極の接触が十分でなくなる場合が考えられるが、固体であれば常に電極と均一に接し、効率よく充放電ができると考えられた。

 しかし、その点は、日産自動車がNECと開発したラミネート型であれば、より均一に電解液と電極が接触でき、安定した充放電ができる。同じ方式を、ゼネラルモーターズ(GM)やメルセデス・ベンツが採用したことでもうかがえる。

 そこで箱型でも、全固体電池なら搭載性を気にせず安定した性能が得られ、高効率化により搭載量を減らすことができ、原価低減につながりEVの価格引き下げに役立つなど、夢の電池として語られてきた。

課題の多い全固体電池だけでなく全樹脂電池にも注目

 しかし、開発を先導してきたとみられるトヨタが昨年発表した内容によれば、東京オリンピック・パラリンピックで伴走車などとして使われた試作車の結果から、ハイブリッド車(HV)に向いた特性であることが分かってきたという。また、量産へ向けては材料から探す必要があることを明らかにした。この報告を読み解けば、HVに適しているとは、満充電に向かないと見ることができ、それではEVに使えない。全固体電池のEVへの実用化は容易でないといえそうだ。

 安全性についても、ラミネート型リチウムイオン電池を使う日産は、発売から今日に至るまで一度も発火などの事故を起こしていない。既存のリチウムイオン電池が、使い方次第で安全な商品として十分機能することを立証している。

 そのうえで、日産の電池開発に尽力した人物が、日産を退社したあと次に狙いを定めるのが全樹脂電池だ。全固体電池を見極め、あらゆる用途での蓄電に最適な全樹脂電池事業に打って出た。

 最良の電池とは、本質的素性の見極めはもちろん、同時に、どのように機能させるかという使い方や制御の仕方が重要だ。だからこそ、米国のテスラは汎用のリチウムイオン電池でEVを走らせ、EVの量販を実現している。

 技術的に高度であることへの期待はよいが、実用化できなければ意味のない開発となる。単品の性能だけでなく、使い方を含め、本質をどこまで見極められるかが電池の未来を決定づける。