第28話

全固体電池

液体を、やめたい電池

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燃える液体を固体に替える。発想は単純、実現は難しい。日本が先頭を走る分野の、期待と難所。

この動画で話すこと

いまの電池の中には、燃えやすい液体が入っています。それを固体に替えれば、燃えにくく、急速充電にも向く。発想は単純ですが、固体どうしはすき間だらけで、イオンが通りにくい。2011年に日本で見つかった「液体なみに通す固体」、日本勢が先頭を走る特許、そして何度も延びてきた実用化の目標まで、5分で。

章

  1. 燃える液体を、やめたい
  2. 今日の現在地
  3. 固体はすき間だらけ
  4. 2011年、固体の中の高速道路
  5. うまくいけば
  6. 日本の位置
  7. 何度も延びた目標と、量産の壁
  8. 「もうすぐ」のいま
  9. 次に見るなら
  10. 応援のお願い

ナレーション全文

いまの電池の中には、燃える液体が入っています。

イオンの通り道になる、電解液。これが、燃えやすい。だったら、固体にしてしまえばいい。発想は単純。実現は、とてつもなく難しい。

液体は、優秀な通り道です。どんな形のすき間にも入り込み、電極に、ぴったり寄り添います。

固体は、そうはいきません。粉と粉、面と面。くっついているようで、すき間だらけ。イオンは、石ころだらけの道を歩くことになります。

転機は、2011年。日本の大学と自動車メーカーなどのチームが、固体なのに、液体なみにイオンを通す材料を見つけました。

硫黄を含む結晶の中に、イオン専用のトンネルが通っていた。固体の中の、高速道路です。

うまくいけば、利点は大きい。燃えにくい。熱に強い。急速充電に向く。同じ大きさで、より遠くまで走れる可能性があります。

日本は、この分野の特許の出願で、世界の先頭にいます。ある調査では、出願の件数で、日本勢が1位。企業別でも、日本の自動車メーカーや電機メーカーが、上位に並びます。

その自動車メーカーと、日本の石油会社は、2027年から28年の実用化を、目標に掲げています。

ただし。この電池の「実用化の目標」は、これまで何度も、先へ延びてきました。

充電のたびに、電極は膨らみ、縮む。固体どうしだと、そのたびに、すき間や、ひびができる。大きな電池を、安く、大量に、同じ品質で作るのが、いちばんの難所です。

実験室で動くことと、工場で100万個作れることは、別の競技。このチャンネルで、何度も出てくる話です。

だからいま、材料の組み合わせを、AIとロボットで探す研究も進んでいます。候補は、多すぎるほどあります。

液体をやめる。それだけのことに、世界中の研究者が、何十年も挑んでいます。

「もうすぐ」と言われつづけて、まだ途中。でも、もうすぐが、本当にもうすぐになる日は、たぶん、予告なしに来ます。

出典・参考

  • Kamaya et al., "A lithium superionic conductor", Nature Materials 10, 682 (2011)
  • 全固体電池の特許出願の調査(韓国特許庁、日本の特許庁)
  • 自動車メーカー・石油会社の発表

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