プロジェクトの概要

　現在広く普及しているリチウムイオン電池は、主に正極と負極、それらを分けるセパレータ、そして電解液で構成されます。その電解液に可燃性の高い有機溶剤が含まれるため、電池の使用条件によっては発火、発煙、発熱などの危険な状況に繋がる恐れがあります。また、液体は環境の影響を受けやすく、劣化しやすいため、高温や低温下でも長期間使用できる新たな電池の開発が求められてきました。

　そこでマクセル株式会社は、固体の電解質を用いた小型の硫化物系全固体電池を開発。2023年に量産を開始しました。同社は硫化物系固体電解質のなかでも量産性、安定性、イオン伝導性、成型性のバランスに優れたアルジロダイト型固体電解質を採用。充放電の繰り返しや長期保管に伴う抵抗上昇を抑制し、従来の電解液系電池に比べて高負荷時の放電容量を向上することに成功しました。

幅広い用途での活用に期待

　これまで安全・環境面でリチウムイオン電池を適用できず一次電池を交換して使用せざるを得なかった場面に全固体電池を採用することで、搭載機器の付加価値向上、環境保全、メンテナンスフリーによる労働力不足の解消、といった効果が得られます。

　小型で高出力、安全、長寿命（予測寿命20年）、高耐熱（125度まで放電可能）などの特長から、以下のような用途での使用が期待されています。

ファクトリー・オートメーション――多軸ロボットの関節部分など、高温が想定される環境下でも繰り返し使用可能で、電池交換などのメンテナンス回数を削減できます。

医療機器――滅菌を必要とする医療機器では、これまで電池部分を取り外して滅菌する必要がありました。耐熱性に優れる全固体電池を用いることで同時に滅菌することが可能となり、医療現場の作業効率向上につながります。また、生体モニタリングなどのウェアラブルセンサが普及するにつれ体に密着する電池にも安全性が求められており、液漏れの心配のない全固体電池の使用が見込まれます。

車載用途――自動運転が進むにつれて車両のセンサの数が増え、突然の事故などによりメイン電源が故障した場合でもセンサを駆動できる非常用の小型バックアップ電池が、自動車本体、ドアやシートなど多くの場所に搭載されつつあります。これまで充電の問題から一次電池が使われてきたタイヤの状態のセンシングにも、より大容量で過酷環境でも繰り返し使える全固体電池が適しています。

開発ロードマップ

　
　加えてマクセルでは、自然エネルギーを電力に変換するエナジーハーベストの技術と全固体電池を組み合わせ、電源無しで動き続ける完全メンテナンスフリーの電池開発も推進しており、さらなる環境負荷の低減が見込まれます。