全固態(tài)電池實(shí)用化的可能性

全固態(tài)電池的用途

所設(shè)想的全固態(tài)電池的用途

全固態(tài)電池的另一個(gè)備受期待的用途是電動(dòng)汽車?，F(xiàn)在，鋰離子電池被用于電動(dòng)汽車，如果使用全固態(tài)電池，則因?yàn)椴缓扇夹杂袡C(jī)溶劑，所以可望降低由事故引起的起火等風(fēng)險(xiǎn)。另外，現(xiàn)在的電動(dòng)汽車與加汽油相比，充電較花時(shí)間，如果使用全固態(tài)電池，則能更快速地充電。

另外，積極推進(jìn)全固態(tài)電池實(shí)用化的原因之一是可以彌補(bǔ)鋰離子電池具有的不耐高溫的弱點(diǎn)。如果利用耐熱的特點(diǎn)，便可以直接焊接在電子基板上，所以設(shè)想可用于電子設(shè)備的備份電源和IoT傳感器等。如果用于電腦和智能手機(jī)等，便可實(shí)現(xiàn)更長時(shí)間、更有力地工作。

而且，與鋰離子電池相比，因?yàn)榭梢詫?shí)現(xiàn)更大容量、更大功率，所以可望用于飛機(jī)和船舶等，而且因?yàn)槟苓m應(yīng)從高溫至低溫的溫度變化，所以還可望用于在宇宙空間所用的設(shè)備等。

6. 全固態(tài)電池的安全性

因?yàn)殇囯x子電池將易于汽化的有機(jī)溶劑用作為電解質(zhì)，所以人們擔(dān)心在高溫環(huán)境下的使用。另外，使用液體電解質(zhì)時(shí)，為了不造成正極和負(fù)極因沖擊而直接接觸的狀態(tài)（短路），需使用將正極和負(fù)極隔開的隔膜等。

因?yàn)槿虘B(tài)電池的電極被固體隔開，所以不易發(fā)生短路，并因?yàn)槭褂媚蜔嵝愿叩碾娊赓|(zhì)，所以可以在更高溫度下使用。雖說如此，因?yàn)殡姵鼐恰澳茉垂揞^”，所以全固態(tài)電池也有風(fēng)險(xiǎn)。可能會(huì)因某種原因，電極發(fā)生短路，所以使用操作時(shí)需要小心謹(jǐn)慎。

7. 走向全固態(tài)電池實(shí)用化的課題

現(xiàn)在正以在2020年代上半葉實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池的實(shí)用化為目標(biāo)，研發(fā)更高性能的固態(tài)電解質(zhì)材料。而為了實(shí)用化，需要解決以下所示的課題。

固態(tài)電解質(zhì)的課題

為了讓電池發(fā)揮高性能，電極和電解質(zhì)需要始終靠緊。因?yàn)橐后w電解質(zhì)的形狀始終可變，所以即使電極有些許變化也能一直靠緊。而固體之間難以始終靠緊，這是一個(gè)課題。

電極物質(zhì)的課題

與現(xiàn)有的鋰離子電池相比，要大幅提高全固態(tài)電池的能量密度，需要開發(fā)在相同重量、大小下能儲(chǔ)存更多電力的電極。

制造工藝的課題

因?yàn)殡娊赓|(zhì)從液體變?yōu)楣腆w，所以需要與鋰離子電池不同的制造工藝。例如全固態(tài)電池根據(jù)材料有氧化物系、硫化物系、氮化物系等，主流之一的硫化物系全固態(tài)電池所用的固態(tài)電解質(zhì)具有即使碰上空氣中的水分也會(huì)變質(zhì)的不耐水的性質(zhì)。所以，要求嚴(yán)格的水分管理的全固態(tài)電池生產(chǎn)需要干燥室等專用設(shè)備。