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次世代バッテリー開発目指し、トヨタ、デンソー、三菱ケミカルなど10社が連携。材料研究の拠点を「ハブ」に

トヨタの全固体電池を使ったEVと、日産の全固体電池のセルを試作生産する設備の様子。

トヨタの全固体電池を搭載した車両(左)と、日産の全固体電池のセルを試作生産する設備(右)。日本でも、次世代電池として全固体電池に注目が集まっている。

出典:トヨタ自動車YouTubeチャンネル、日産自動車

電気自動車などに使われる次世代の大容量電池として期待されている「全固体電池」

世界中で開発競争が繰り広げられている中、6月7日、国の研究機関である物質・材料研究機構(NIMS)は、「全固体電池マテリアルズ・オープンプラットフォーム(MOP)」の本格始動に伴い記者会見を開催した。

NIMSでは、重要な研究課題に対する共通した基盤研究を推進するために、NIMSをハブにして産業界をつなぐ「MOP」を2017年からさまざまな分野で設立してきた。

全固体電池MOPには、トヨタ自動車デンソー三菱ケミカルJFEスチール村田製作所など、そうそうたる企業が名を連ねている。

コロナ禍に突入した直後の2020年5月に設立されていたものの、コロナ禍の2年間では、研究環境の整備やオンラインでの議論が活動の中心となっていた。

今回、オンサイトでの共同研究環境も整い、新型コロナウイルスの流行から社会がある程度立ち直ってきたタイミングで、改めて全固体電池MOPを本格稼働させるという。

リチウムイオン電池の「次」の電池

スライドのキャプチャー

MOPのイメージ。企業が連携しながら開発ツールなどに関する知見を積み上げる協調領域と、各企業が個別に材料やデバイスを開発する個別領域に分かれている。

出典:NIMS

スマートフォンなどをはじめ、現代のあらゆる電化製品に使われている「リチウムイオン電池」。リチウムイオン電池は、電池の電極となる「正極」と「負極」、そして電極間をつなぐ「液体の電解質」という3つの構成要素によって成り立っている。

これに対して、全固体電池では「電解質」がその名の通り「固体」である点が特徴だ。

リチウムイオン電池は、これまでの社会への貢献度に加えて、将来的に再生可能エネルギーを利用していく上で、欠かせない存在になると期待されている。

このことから、2019年には旭化成名誉フェローの吉野彰博士をはじめとしたリチウムイオン電池の研究開発に多大な貢献をした3名に、ノーベル化学賞が授与された。

NIMS全固体電池MOP長の高田和典博士の写真

NIMS全固体電池MOP長の高田和典博士

筆者がキャプチャ

ただ、NIMS全固体電池MOP長の高田和典博士は、

「リチウムイオン電池の電解質は可燃性の有機溶媒なので、加熱によって発火する問題があります。

最近では事故はあまり起きなくなっていますが、電池が(EVや再エネ需要に伴い)大型化していくとそのリスクは大きくなります」

と、この先需要が高まっていく中でリチウムイオン電池がはらむ課題を語る。

また、スマホやノートパソコンで使用する分には2〜3年性能を保てれば買い替えのタイミングが来る一方で、EVや再エネ用の電池となると、そう頻繁に交換することは難しい。つまり、これから先はより長寿命の電池が求められる。

「そう考えると、リチウムイオン電池では心もとない。そこで代わりになると考えられているのが『全固体電池』なんです」(高田教授)

「酸化物」の全固体電池の壁超える鍵を探す

日産自動車はは4月8日、2028年度の実用化を目指して研究開発を行っている全固体電池の積層ラミネートセルを試作生産する設備を初公開した。

日産自動車はは4月8日、2028年度の実用化を目指して研究開発を行っている全固体電池の積層ラミネートセルを試作生産する設備を初公開した。

出典:日産自動車

現在、世界中で研究開発が進められている全固体電池の特徴は、高出力かつエネルギー密度も高く(大量に充電できる)、固体であるために寿命も長く、安全性も高い点にある。

2020年8月には、トヨタ自動車がナンバーを取得した自動車での試験走行を実施。さらにこの4月には、日産自動車が全固体電池の試作生産設備を公開するなど、多くの日本企業もその可能性に注目している。

トヨタ自動車株式会社 YouTubeチャンネルより

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