電解液を固体化したリチウムイオン2次電池「全固体電池」。
電気自動車(EV)向けに実用化が見込まれる時期が「2022年ごろ」と急速に具体化。
スマートフォン(スマホ)や(あらゆるモノがネットにつながる)IoT端末向けはさらに早く1~3年内に量産。
メリットである充電の速さや安全性の高さを武器に普及すれば、電池やEV市場の勢力図を塗り替えるでつなぁ〜
エネルギー密度を大幅に高める道筋も見えてくるでつ。
EVの出遅れ感挽回の切り札になるでつ。
「実用化は早くて2035年と言われていた以前からすれば隔世の感がある。これほど早まるとは」。
ある全固体電池の研究者はこうした感想をもらしたでつ。
3年ほど前には、早ければ2025年と実用化見通しが10年前倒しされていたでつ。
今回、2025年からさらに前倒しされ、具体的な実用化時期も見えてきたでつ。
「東京モーターショー」で「2020年代前半に、ゲームチェンジャーになる全固体電池の実用化を目指して開発を加速。
開発チームは200人超で、特許出願数も世界一と発表。
トヨタの「2020年代前半」は、具体的には2022年前後である可能性が高いでつ。
あるトヨタの技術者からは、そうした実用化時期について戸惑いの声もあるでつ。
公に発表した「あくまで努力目標を話しただけ」と冷静に指摘。
トヨタはEV市場では世界に出遅れたとみられているでつなぁ〜
技術陣よりもむしろ経営陣が、その出遅れ感を帳消しにする役割を全固体電池に期待しているでつ
TDKは2018年春に量産出荷でつなぁ〜
全固体電池の実用化時期を明らかにしたのはトヨタだけではないでつ。
スポーツカータイプのEVを開発する米Fisker(フィスカー)は2017年11月に米国のテレビ番組に生出演し、「あと4~5年で独自開発の全固体電池をEVに搭載する。ゲームチェンジャーになる」と、
トヨタそっくりの計画を発表。
自動車の開発で「4~5年先に実用化」といえる時期は、主要な技術にメドがたち、材料の調達や工場の立ち上げを検討し始める時期に相当。
Fiskerはそれを裏付けるかのように、「EV搭載の1~2年前には、同じ技術に基づく電池がスマホに搭載されるだろう」という見解でつなぁ〜
ソニーの電池事業を買収した村田製作所、TDKなどは、もっと鼻息が荒いでつなぁ〜
TDKは2017年12月に基板に表面実装できる超小型の全固体電池をサンプル出荷、2018年4月には量産出荷する計画。
村田製作所は2019年をメドに全固体電池を実用化。
全固体電池には、(1)安全性が向上、(2)電力の入出力密度が高まる、(3)エネルギー密度が高まるなどの多くのメリットがあるでつ。
トヨタやFiskerが、全固体電池がゲームチェンジャーになるとみる理由は、これらのメリットのうち(2)と(3)にあるでつ。
(3)は「航続距離を飛躍的に改善するポテンシャルがあること」につながるが、全固体電池の実用化初期に実現できるかは不透明。
対して(2)は、EVを数分で80%以上充電する技術「超急速充電」を容易にする技術で、実用化初期の全固体電池でも実現できる可能性が高い。
この超急速充電は、現在のEVメーカーが切に求めている技術。
既存のEVでの「急速充電」は80%の充電に約30分かかるでつ。
この充電時間がEVの普及において大きな障害になるという見方は、トヨタをはじめとする自動車業界、そして車載部品メーカーの間で広く共有。
現行技術のままで高速道路などでの長時間の充電待ちを避けるためには、長距離旅行をあきらめて「街乗り限定」のクルマにするか、逆に電池を大量に積載して
航続距離を延ばすしかないからでつ。
これらはいずれも苦しい選択肢。
前者は、「どこにでも自由に行ける」というクルマ本来の魅力を自ら否定してしまうでつ
後者の場合、車両は非常に重くなり、価格も高くなるでつ。
充電の際の電流と電圧を大幅に高めて150kW(キロワット)もしくは350kWにすることで充電時間を10~15分に縮める動きも出てきているでつが、充電ケーブルや電池からの発熱による電力損失が無視できないほど大きくなるでつ。
一方、全固体電池であれば、充電時間のさらなる短縮が可能で、それでいて発熱や損失も比較的少ないと見られているでつ。
最短で1分充電も可能かというとこでつ。
トヨタは全固体電池を積載したEVの充電時間の目安を明らかにしていないけど、Fiskerは「1分の充電で500マイル(約800km)走行できるようになる」と述べているでつ。
1分とまではいかなくても、全固体電池なら5~6分で80%充電は、充電インフラの点からも実現性があるでつ。
これはちょうどガソリン車の給油時間と同程度。
たとえエネルギー密度が増えなくても、EVの充電に関係する諸課題が大きく解消に向かうでつ。
スマホやIoT端末にもメリットがあるでつ。
全固体電池を用いた超急速充電は、EVだけでなくスマホやIoT端末にも大きなメリット。
現在のスマホやタッチパネル端末、ワイヤレスイヤホンでは、筐体(きょうたい)内部の相当部分を電池が占めているでつ。
これをフル充電するには、急速充電器でもほぼ満充電までに1~2時間かかるのが一般的。
これが5~6分に縮まれば、むしろ搭載する電池を大幅に減らし、こまめに充電して使う、といった新しい製品設計と使い方が広まる可能性があるでつ。
米アップルのスマホ「iPhone X」とドイツBragi(ブラギ)のワイヤレスイヤホン「THE DASH」の筐体を開いた様子と、TDKおよび太陽誘電が試作した全固体電池を使うとこれらの製品ジャンルでも、
充電時間が短くなれば、電池容量を低減させる方向での開発が進む可能性があるでつ。
リチウム空気電池まで「地続き」に進化するでつ。
早期に実用化される全固体電池では、超急速充電が最大のアピールポイントといえるけど、いつまでもそれだけではないでつ。
全固体電池は、正極、電解質、負極の各材料の変更が既存の液系リチウムイオン2次電池に比べて比較的容易な電池でもあるでつ。
より高電位、またはより高容量密度の電極材料、そしてリチウムイオンの通りやすさを示すイオン伝導率がより高くより安全な電解質材料、
と順次変更していくことで入出力密度とエネルギー密度、安全性を段階的に高めていけるでつ。
既にそれらの材料の開発や組み合わせの検証は急ピッチで進んでいるでつ。
ある自動車メーカーの電池技術者は「自動車メーカーが全固体電池に注目するのはこうした進化のパスがあるからこそ」と指摘。
全固体電池の技術的進化の例を日経エレクトロニクスによる推測で示したでつ。
当初の全固体電池は、既存のリチウムイオン2次電池の正極や負極材料は変えずに、
電解液を固体電解質に置き換えただけの製品が出てくる可能性が高いでつ。
2030年代前半には、正極に空気、電解質に酸化物系材料、負極に金属リチウムを用いた
全固体リチウム空気電池が登場してくる可能性があるでつ。
仮に、エネルギー密度が大きく向上して、電池の量を減らせるようになれば、EVの価格もガソリン車と肩を並べ、普及が本格化する可能性が高まるでつ。
究極のゴールは、正極が「空気極」、負極が金属リチウムとなる全固体のリチウム空気電池。
安全でしかも、理論上は既存のリチウムイオン2次電池の10倍以上のエネルギー密度も見込めるでつ。
実現すれば、EV、スマホ、ドローンなど電池で動作するすべての機器の在り方を大きく変えていくことになるでつ。
充電時間の短縮もだけど、無線で充電できる技術もありなんじゃ〜ないかなぁ〜
そりだと走りながら場所も選ばなくていいもんね。
電池社会の流れとして、充電と電池の劣化という課題克服への道は険しいでつなぁ〜
電気自動車(EV)向けに実用化が見込まれる時期が「2022年ごろ」と急速に具体化。
スマートフォン(スマホ)や(あらゆるモノがネットにつながる)IoT端末向けはさらに早く1~3年内に量産。
メリットである充電の速さや安全性の高さを武器に普及すれば、電池やEV市場の勢力図を塗り替えるでつなぁ〜
エネルギー密度を大幅に高める道筋も見えてくるでつ。
EVの出遅れ感挽回の切り札になるでつ。
「実用化は早くて2035年と言われていた以前からすれば隔世の感がある。これほど早まるとは」。
ある全固体電池の研究者はこうした感想をもらしたでつ。
3年ほど前には、早ければ2025年と実用化見通しが10年前倒しされていたでつ。
今回、2025年からさらに前倒しされ、具体的な実用化時期も見えてきたでつ。
「東京モーターショー」で「2020年代前半に、ゲームチェンジャーになる全固体電池の実用化を目指して開発を加速。
開発チームは200人超で、特許出願数も世界一と発表。
トヨタの「2020年代前半」は、具体的には2022年前後である可能性が高いでつ。
あるトヨタの技術者からは、そうした実用化時期について戸惑いの声もあるでつ。
公に発表した「あくまで努力目標を話しただけ」と冷静に指摘。
トヨタはEV市場では世界に出遅れたとみられているでつなぁ〜
技術陣よりもむしろ経営陣が、その出遅れ感を帳消しにする役割を全固体電池に期待しているでつ
TDKは2018年春に量産出荷でつなぁ〜
全固体電池の実用化時期を明らかにしたのはトヨタだけではないでつ。
スポーツカータイプのEVを開発する米Fisker(フィスカー)は2017年11月に米国のテレビ番組に生出演し、「あと4~5年で独自開発の全固体電池をEVに搭載する。ゲームチェンジャーになる」と、
トヨタそっくりの計画を発表。
自動車の開発で「4~5年先に実用化」といえる時期は、主要な技術にメドがたち、材料の調達や工場の立ち上げを検討し始める時期に相当。
Fiskerはそれを裏付けるかのように、「EV搭載の1~2年前には、同じ技術に基づく電池がスマホに搭載されるだろう」という見解でつなぁ〜
ソニーの電池事業を買収した村田製作所、TDKなどは、もっと鼻息が荒いでつなぁ〜
TDKは2017年12月に基板に表面実装できる超小型の全固体電池をサンプル出荷、2018年4月には量産出荷する計画。
村田製作所は2019年をメドに全固体電池を実用化。
全固体電池には、(1)安全性が向上、(2)電力の入出力密度が高まる、(3)エネルギー密度が高まるなどの多くのメリットがあるでつ。
トヨタやFiskerが、全固体電池がゲームチェンジャーになるとみる理由は、これらのメリットのうち(2)と(3)にあるでつ。
(3)は「航続距離を飛躍的に改善するポテンシャルがあること」につながるが、全固体電池の実用化初期に実現できるかは不透明。
対して(2)は、EVを数分で80%以上充電する技術「超急速充電」を容易にする技術で、実用化初期の全固体電池でも実現できる可能性が高い。
この超急速充電は、現在のEVメーカーが切に求めている技術。
既存のEVでの「急速充電」は80%の充電に約30分かかるでつ。
この充電時間がEVの普及において大きな障害になるという見方は、トヨタをはじめとする自動車業界、そして車載部品メーカーの間で広く共有。
現行技術のままで高速道路などでの長時間の充電待ちを避けるためには、長距離旅行をあきらめて「街乗り限定」のクルマにするか、逆に電池を大量に積載して
航続距離を延ばすしかないからでつ。
これらはいずれも苦しい選択肢。
前者は、「どこにでも自由に行ける」というクルマ本来の魅力を自ら否定してしまうでつ
後者の場合、車両は非常に重くなり、価格も高くなるでつ。
充電の際の電流と電圧を大幅に高めて150kW(キロワット)もしくは350kWにすることで充電時間を10~15分に縮める動きも出てきているでつが、充電ケーブルや電池からの発熱による電力損失が無視できないほど大きくなるでつ。
一方、全固体電池であれば、充電時間のさらなる短縮が可能で、それでいて発熱や損失も比較的少ないと見られているでつ。
最短で1分充電も可能かというとこでつ。
トヨタは全固体電池を積載したEVの充電時間の目安を明らかにしていないけど、Fiskerは「1分の充電で500マイル(約800km)走行できるようになる」と述べているでつ。
1分とまではいかなくても、全固体電池なら5~6分で80%充電は、充電インフラの点からも実現性があるでつ。
これはちょうどガソリン車の給油時間と同程度。
たとえエネルギー密度が増えなくても、EVの充電に関係する諸課題が大きく解消に向かうでつ。
スマホやIoT端末にもメリットがあるでつ。
全固体電池を用いた超急速充電は、EVだけでなくスマホやIoT端末にも大きなメリット。
現在のスマホやタッチパネル端末、ワイヤレスイヤホンでは、筐体(きょうたい)内部の相当部分を電池が占めているでつ。
これをフル充電するには、急速充電器でもほぼ満充電までに1~2時間かかるのが一般的。
これが5~6分に縮まれば、むしろ搭載する電池を大幅に減らし、こまめに充電して使う、といった新しい製品設計と使い方が広まる可能性があるでつ。
米アップルのスマホ「iPhone X」とドイツBragi(ブラギ)のワイヤレスイヤホン「THE DASH」の筐体を開いた様子と、TDKおよび太陽誘電が試作した全固体電池を使うとこれらの製品ジャンルでも、
充電時間が短くなれば、電池容量を低減させる方向での開発が進む可能性があるでつ。
リチウム空気電池まで「地続き」に進化するでつ。
早期に実用化される全固体電池では、超急速充電が最大のアピールポイントといえるけど、いつまでもそれだけではないでつ。
全固体電池は、正極、電解質、負極の各材料の変更が既存の液系リチウムイオン2次電池に比べて比較的容易な電池でもあるでつ。
より高電位、またはより高容量密度の電極材料、そしてリチウムイオンの通りやすさを示すイオン伝導率がより高くより安全な電解質材料、
と順次変更していくことで入出力密度とエネルギー密度、安全性を段階的に高めていけるでつ。
既にそれらの材料の開発や組み合わせの検証は急ピッチで進んでいるでつ。
ある自動車メーカーの電池技術者は「自動車メーカーが全固体電池に注目するのはこうした進化のパスがあるからこそ」と指摘。
全固体電池の技術的進化の例を日経エレクトロニクスによる推測で示したでつ。
当初の全固体電池は、既存のリチウムイオン2次電池の正極や負極材料は変えずに、
電解液を固体電解質に置き換えただけの製品が出てくる可能性が高いでつ。
2030年代前半には、正極に空気、電解質に酸化物系材料、負極に金属リチウムを用いた
全固体リチウム空気電池が登場してくる可能性があるでつ。
仮に、エネルギー密度が大きく向上して、電池の量を減らせるようになれば、EVの価格もガソリン車と肩を並べ、普及が本格化する可能性が高まるでつ。
究極のゴールは、正極が「空気極」、負極が金属リチウムとなる全固体のリチウム空気電池。
安全でしかも、理論上は既存のリチウムイオン2次電池の10倍以上のエネルギー密度も見込めるでつ。
実現すれば、EV、スマホ、ドローンなど電池で動作するすべての機器の在り方を大きく変えていくことになるでつ。
充電時間の短縮もだけど、無線で充電できる技術もありなんじゃ〜ないかなぁ〜
そりだと走りながら場所も選ばなくていいもんね。
電池社会の流れとして、充電と電池の劣化という課題克服への道は険しいでつなぁ〜