全固体電池 | おっさんフォース

全樹脂電池はデメリットが多すぎ？トヨタが参加しても実用化できない？

おっさんフォース — Thu, 17 Aug 2023 03:04:33 +0000

近年、エネルギー技術の進化とともに、多くの新しい電池技術が登場しています。
その中でも、「全樹脂電池」というキーワードが業界内外で注目を浴びています。

この電池は、その名の通り、電極から電解液まで、
ほぼ全てが樹脂で形成されているのが特徴です。

しかし、新技術には必ずと言っていいほど、メリットとデメリットが存在します。
この記事では、全樹脂電池のメリットとデメリット、及び
関連する事柄について調べてみました。

全樹脂電池の仕組み

近年、電池技術の中で「全樹脂電池」という言葉を耳にすることが増えました。
しかし、具体的にどのような仕組みなのか、多くの人が詳しく知らないかもしれません。
まずは全樹脂電池の基本的な仕組みをわかりやすく解説します。

出典元

出典：橋本総研

1. バイポーラ型の特徴

出典：橋本総研

全樹脂電池の最大の特徴は「バイポーラ型」と呼ばれる構造を採用していることです。
バイポーラとは双極のことで、1つの集電体の両面に正極と負極の2つの電極を持つ構造を指します。
この電極は薄膜状になっており、セパレータを介して何層も積み重ねられています。

2. 従来の電池との違い

従来のリチウムイオン電池と比べると、全樹脂電池は電池の外装や接続のための配線が不要です。
集電体表面で通電が可能なため、配線の手間が省けます。
さらに、通電距離が短くなるため、電気抵抗を低くすることができます。

このように全樹脂電池は、その独特な構造と高い性能で注目を浴びています。
今後の技術進展にも期待が高まる分野と言えるでしょう。

全樹脂電池のメリットとデメリットを解説

全樹脂電池のモジュール外観（出所：APB）

近年、電池技術の進化として注目されている「全樹脂電池」ですが、
この新しいタイプのリチウムイオン電池は、従来の電池とは異なる特長を持っています。
では、具体的にどのようなメリットやデメリットがあるのでしょうか。

まず全樹脂電池のメリットとして「安全性」が挙げられます。
従来のリチウムイオン電池と比較して、発火や爆発のリスクが大幅に低減されています。
これは、ショート時に大電流が流れない特性によるもので、多くの期待が寄せられています。

デメリットとしては「参入企業が少ない」点が挙げられます。
全樹脂電池技術はまだ新しいため、この分野に参入している企業は限られています。
しかし、技術の普及とともに、今後は多くの企業が参入することが期待されています。

メリット:

●安全性が高い:
全樹脂電池の最大の特長は、異常時の信頼性が高いことです。
従来のリチウムイオン電池に比べ、発火や爆発のリスクが圧倒的に低いです。
ショートしても大電流が流れないため、安全性が向上しています。

●高い耐久性と長寿命
樹脂は衝撃や熱にも強く、外部からの影響が受けにくい。

デメリット:

●参入企業が少ない:
現在、全樹脂電池の技術は新しいため、確立するために多額の資金が必要です。
そのため、参入している企業は限られています。

●まだ製造コストが高い:
歩留まりが悪く生産スピードも遅いため、コストは高くなる。
将来的には、従来のリチウムイオン電池よりも安くするらしいが
本格稼働していないので未定

全樹脂電池と全個体電池の違い

近年、電池技術の進化として「全樹脂電池」と「全個体電池」が注目されています。
これらは、名前が似ているため混同されやすいですが、実際には異なる特性を持っています。

全樹脂電池は、その名の通り、電極を含めてほとんど樹脂で形成されているのが特徴です。
この特性により、発火や発熱のリスクが低くなり高い安全性と耐久性が可能となっています。

一方、全個体電池は、電解質が有機液体から固体に変わったもので、
特に小型のデバイスやIoT用途での利用が進められています。
電解液を使っていないので、液漏れや爆発のリスクが少ないです。

実際の市場では、全固体電池が先行して実用化されている状況が見られますが、
全樹脂電池もその独自の特性から、今後の技術進展や市場の動向に注目が集まっています。

全樹脂電池と全固体電池の違い:

・全固体電池は、電解液が固体状態である
・全樹脂電池は電極を含めて樹脂で形成されている
・全樹脂電池は、より高い安全性と長寿命である
・実用化の進捗において、全固体電池がリードしている状況が見られる
・エネルギー密度は全個体電池の方が上（２倍以上）

全樹脂電池とリチウムイオン電池：何が違う？

「全樹脂電池」の魅力は、電極から電解液まで全てが樹脂で形成されていること。
これにより、リークのリスクが低く、安全性に優れています。

一方、リチウムイオン電池はリチウム含有金属酸化物やグラファイトを使用し、
有機電解液を採用。

全樹脂電池は、形状の自由度の高さが特長で、
これらの特性を活かして多岐にわたる用途での利用が期待されています。

全樹脂電池の特徴:

材料と構造: 従来のリチウムイオン電池とは異なり、
電極を含めて全てが樹脂で形成されている。

電解液: 樹脂に置き換えられている。

集電体: 金属ではなく、導電性の樹脂が使用されている。
集電体は、電極と接触して外部に電気を取り出す端子の役割を果たす。

リチウムイオン電池の特徴:

材料: 正極にはリチウム含有金属酸化物、負極にはグラファイトなどの炭素材、電解液には有機電解液が使用されている。
集電体: 銅やアルミなどの金属が使用されている。

全樹脂電池とリチウムイオン電池の寿命：どちらが長持ちするのか？

「全樹脂電池」は、電極を含めて全てが樹脂で形成されているのが特徴で、
電解液も樹脂に置き換えられています。これにより、電気抵抗が低く、
電流の流れがスムーズになるため、長期間の使用にも耐える可能性が高まっています。

一方、従来のリチウムイオン電池は、正極にリチウム含有金属酸化物、
負極にグラファイトなどの炭素材を使用しており、
電解液として有機電解液が採用されています。

この構造上、使用環境や充放電の繰り返しによって、寿命が短くなる場合があるとされています。

寿命に関する考察:

・全樹脂電池：構造上の特徴から電気抵抗が低く、電流の流れがスムーズであるため、長期間の使用にも耐える可能性がある。
・リチウムイオン電池：使用環境や充放電の繰り返しによって、寿命が短くなる場合がある。

全樹脂電池の用途：これからのエネルギー需要に応える新技術

全樹脂電池は従来のリチウムイオン電池とは異なる多岐にわたる用途が考えられています。
特に、住宅や商業施設、病院、工場などでの定置用電池としての利用が期待されています。

さらに、再生可能エネルギーの普及に伴い、太陽光発電などの余剰電力を効率的に貯蔵するための
蓄電池としての需要も増加しています。
また、技術の進化とともに、川崎重工業が自律型無人潜水機（AUV）の電源として
全樹脂電池の活用を進めているのも興味深い点です。

経産省の予測によれば、定置用電池の市場は今後さらに拡大するとされており、
全樹脂電池の可能性は計り知れません。

全樹脂電池の主な用途:

・定置用電池: 住宅や商業施設、病院、工場などに設置される電池としての利用が考えられている。
・再生可能エネルギーの蓄電: 太陽光発電などの余剰電力を貯蔵するための蓄電池としての需要が増加している。
・市場の将来性:経産省の「蓄電池産業戦略」によると、定置用電池の世界市場は2030年には47兆円になると予測されている。

『トヨタと全樹脂電池：未来のエネルギー戦略』

全樹脂電池はスタートアップ企業の「APB」が開発を進めています。
この企業は、三洋化成工業の支援の下、2018年に設立されました。

一方、トヨタは長らく電池技術の研究開発に注力してきました。
特に全固体電池などの新技術に関心を持っています。

そして、2020年6月には、トヨタグループの一員である豊田通商が、
全樹脂電池の開発を進めるAPBへの出資を発表しました。

この出資は、新しい量産工場の設立や技術の確立、そして製造販売の開始に向けてのものです。
豊田通商の参入により、全樹脂電池の普及や商圏の拡大が一層加速することが期待されています。

全樹脂電池の概要:

・主要な材料に樹脂を使用した新しいリチウムイオン電池
・APBというスタートアップ企業が開発。三洋化成工業の支援を受けて2018年に設立

トヨタとの関連性:

・トヨタは、全固体電池などの電池事業に以前から積極的に取り組んでいる。
・2020年6月、トヨタグループの豊田通商がAPBの量産化に対して出資を発表。
・出資の目的は、量産工場の設立、量産技術の確立、製造販売の開始に向けた投資。
・豊田通商の資本参加により、全樹脂電池の商圏拡大が期待されている。

『全樹脂電池とAPB：日本発の革命的技術』

全樹脂電池は従来のリチウムイオン電池とは異なり、
電極を含めてほぼ全てが樹脂で作られているのが特徴で、
再生可能エネルギーや環境対策といった観点からも大きな期待が寄せられています。

この技術を開発したのは、2018年に設立されたスタートアップ企業「APB」です。
代表の堀江英明氏は、日産自動車での経験を活かし、この革命的な電池の開発を進めてきました。

さらに、APBは多くの企業、特にトヨタからの出資を受けており、
その技術力と将来性に期待が寄せられています。

また、世界最大のエネルギー企業であるサウジアラムコとの連携も話題となっており、
全樹脂電池の実用化に向けてはプラスの状況です。

APBとは:

・2018年10月に設立されたスタートアップ企業
・代表取締役の堀江英明氏は、日産自動車出身
・堀江英明氏は、リチウムイオン電池を搭載したEV「日産リーフ」のバッテリーシステムを開発したエンジニア
・三洋化成工業の支援の下、全樹脂電池の開発を進めてきた

APBの動向:

・トヨタをはじめ、多くの企業から出資を受けている
・量産工場を福井県越前市に設立
・2023年3月、時価総額248兆円の世界最大のエネルギー企業、サウジアラムコと連携協定を締結

『まとめ』

・全樹脂電池は電極を含めて全てが樹脂で形成
・従来のリチウムイオン電池とは異なる特性を持つ
・主な用途として定置用電池や再生可能エネルギーの蓄電が考えられる
・トヨタも全樹脂電池の研究・開発に注力している
・全樹脂電池は安全性が高く、発火や爆発のリスクが低い
・参入企業が現状では少ないが、今後の参入が期待される
・形状の自由度が高く、用途に合わせてデザインの変更が容易
・電池の外装や接続のための配線が不要で、電気抵抗を低くすることが可能

全樹脂電池は全個体電池と比べてエネルギー密度が
低いようなので、全個体電池の方が早く普及しそうですね。

ただ、安全面では全樹脂電池の方が安全で長寿命なので
ウェアラブル端末や人が近くにいる場面での需要があると見込まれます。

現在はまだ、小ロット生産で、良品のとれる率が
低いみたいなので、そのあたりが改善されないと、実用化は難しいと思われます。
ただ、改善のめどはあるようなので、問題は時間と資金でしょうか。

今後も資金力がカギとなりそうなので、
まずは良品を使って、できる製品を作ってみせて
資本家の注目を集めれば
資金も集まってくるのではと思います。

いずれにしても将来が楽しみですね。

全固体電池実用化できない？技術的ハードルを解説

おっさんフォース — Sat, 12 Aug 2023 01:09:20 +0000

全固体電池は近年、その高い安全性や長寿命などの特性から注目を集めています。
しかし、その実用化には多くの技術的なハードルが存在し、
多くの研究者や技術者が日々の研究開発に取り組んでいます。

本記事では、全固体電池の実現が難しい背景や、それに関連する技術的な課題、
そしてその解決のための取り組みについて詳しく解説します。

本記事の概要

・全固体電池の実現が難しい背景と主な技術的課題
・固体電解質のイオン伝導性の低さとその影響
・電極と電解質間の接触抵抗の問題とその影響
・全固体電池の製造工程とそれに伴うコストの課題

全固体電池とは

全固体電池とは、名前の通り、電解質が固体のものに
置き換えられた電池のことを指します。

この技術は従来の液体電解質を使用した電池と比較して、
高い安全性や急速充電の可能性、さらには長寿命といったメリットを持っており、
電気自動車やパソコン、さらには飛行機や船など、
多岐にわたる分野での利用が期待されています。

全固体電池のメリット

全固体電池は、近年の研究開発の中心となっている技術であり、
そのメリットは多岐にわたります。
以下、その主なメリットを詳しく解説します。

1.安全性の向上:
全固体電池の最大の特長は、液体電解質を使用していないため、
液漏れや発火のリスクが大幅に低減されることです。
特に、高温環境下や物理的なダメージを受けた際の安全性が高まります。

2.高エネルギー密度:
固体電解質を使用することで、電池のエネルギー密度が向上します。
これにより、同じ容量でより小型・軽量な電池の製造が可能となり、
さまざまなデバイスへの適用範囲が広がります。

3.設計の自由度:
液漏れの心配がないため、電池の形状やサイズを柔軟に設計することができます。
これにより、曲面や薄型のデバイスにも適応しやすく、新しいデザインの製品開発が促進されます。

4.長寿命:
全固体電池は、液体電解質に起因する劣化メカニズムが存在しないため、
長寿命を実現します。これにより、頻繁な電池交換の必要が減少し、
総所有コストも削減される可能性があります。

5.環境への配慮:
液体電解質のリークや蒸発による環境への影響がないため、
環境負荷が低くなります。

これらのメリットを考慮すると、全固体電池は今後のエネルギー貯蔵技術として、
非常に大きな期待が寄せられています。

全固体電池のデメリット

全固体電池は多くのメリットを持つ一方で、
現段階ではいくつかのデメリットや課題が存在します。

以下、その主な点を詳しく解説します。

1.製造コストの高さ:
現在の全固体電池の製造技術は、従来のリチウムイオン電池と比較して
高コストとなっています。特に、高品質な固体電解質の製造や、電極との接触面を最適化する
工程がコストを押し上げる要因となっています。

2.技術的なハードル:
固体電解質のイオン伝導性の向上や、電極との接触抵抗の低減など、
多くの技術的な課題がまだ解決されていません。
これらのハードルを乗り越えるための研究開発が続けられています。

3.エネルギー密度の課題:
現在の技術水準では、高いエネルギー密度を持つ全固体電池の製造は難しく、
これが実用化への大きな障壁となっています。
特に、車載用途など、高エネルギー密度が求められる分野での利用が制限される可能性があります。

4.材料の供給問題:
一部の全固体電池で使用される材料は、供給量が限られているため、
大量生産に向けた供給体制の構築が課題となっています。

5.サイクル性能の不足:
一部の全固体電池は、充放電サイクルを繰り返すことで性能が低下する傾向があり、
これが長寿命化への障壁となっています。

これらのデメリットや課題を解決するための研究が世界中で進められており、
今後の技術進展によっては、これらの問題点も克服されることが期待されています。

実用化の見込み

全固体電池の実用化は、現在の技術水準ではまだ完全には実現されていません。
その背景には、前述のような技術的な課題や製造コストの問題が存在します。

しかし、この分野における研究は急速に進行しており、
近年ではイオン伝導性の高い新しい固体電解質の発見や、
電極と電解質間の接触抵抗を低減する技術が開発されています。

実際に、2020年を基準にして、次の5年以内には
小型の全固体電池が市場に登場するとの予測もあります。

特に、携帯電話やウェアラブルデバイス向けの電池としての
利用が期待されています。

大型の電池、例えば電気車用のものに関しては、
2025年以降の実用化が見込まれています。

多くの研究機関や企業が全固体電池の開発に注力していることから、
技術のブレークスルーが期待されます。

特に、日本や韓国、中国などのアジア諸国では、
全固体電池の研究が盛んに行われており、競争が激化しています。

このような背景を考慮すると、全固体電池の実用化は
遠くない未来の話と言えるでしょう。

しかし、その実現にはまだ多くの技術的なハードルを乗り越える必要があります。

全固体電池とは
全固体電池のメリット
全固体電池のデメリット
実用化の見込み

全固体電池実用化できない？失敗の可能性は？
1. 実用化は難しい？
2. 製造コストの問題
まとめ

全固体電池実用化できない？失敗の可能性は？

全固体電池の実用化には、多くの技術的なハードルが存在します。
このセクションでは、実用化失敗にもつながる要因について詳しく解説します。

実用化は難しい？

全固体電池の実現が難しい背景には、いくつかの技術的な
課題が存在します。

まず、固体電解質のイオン伝導性の低さが挙げられます。

これは、リチウムイオンが固体電解質内を移動する際の抵抗が大きいため、
電池の性能が低下する原因となります。

また、電極と電解質間の接触抵抗も大きな問題点です。
これにより、充放電の効率が低下し、電池の寿命が短くなる可能性があります。

さらに、固体同士の界面でのリチウムイオンの移動が難しいという課題もあります。
液体の電解質は変形する性質があるため、電極が少し変化しても密着し続けることが可能ですが、
全固体電池では固体と固体を常に密着させることが難しいのです。
このため、新しい材料の探索や、界面形成技術の向上が求められています。

また、全固体電池の製造工程にも課題があります。
現在のリチウムイオン電池とは異なる製造設備やプロセスが必要となるため、
大量生産に向けた取り組みが必要です。

特に、固体電解質の材料に硫化物系を使用する場合、
製造環境や条件の調整が難しくなることが考えられます。

これらの技術的なハードルを乗り越えるためには、新しい材料の開発や製造プロセスの改善、
さらには研究機関や企業の連携が不可欠です。

全固体電池の実現に向けて、多くの研究者や技術者が日々努力を続けています。

製造コストの問題

全固体電池の製造に関するコストの問題は、
実用化への大きな障壁となっています。

以下、その主な要因と詳細を解説します。

1.高品質な固体電解質の製造:
固体電解質は全固体電池の中心的な部分であり、その品質が電池の性能に直結します。
現在、高いイオン伝導性を持つ固体電解質の製造は、特定の生産技術や高純度の原料が必要となり、
これがコストを押し上げる主要な要因となっています。

2.電池の組み立て工程:
全固体電池の組み立ては、従来のリチウムイオン電池とは異なる工程が必要です。
特に、固体電解質と電極の接触面を最適にするためのプロセスが複雑で、
これが製造コストの増加を招いています。

3.材料の供給問題:
一部の全固体電池で使用される特殊な材料は、供給量が限られているため、
大量生産に向けた供給体制の構築が課題となっています。
これにより、材料コストが高騰する可能性があります。

4.研究開発費用:
現在の全固体電池の技術はまだ成熟していないため、研究開発に多額の投資が必要です。
この研究開発費用も、製品価格に反映される形となり、コストの増加要因となっています。

これらの問題を解決するための技術開発が進められており、将来的には
製造コストの低減が期待されています。

しかし、短期間での大幅なコストダウンは難しいとされています。

まとめ

全固体電池の実現が難しい理由として、以下のポイントが挙げられます：

・固体電解質のイオン伝導性の低さ
・電極と電解質間の接触抵抗の大きさ
・固体同士の界面でのリチウムイオンの移動の困難さ
・固体電池の製造工程の課題
・異なる製造設備やプロセスの必要性
・硫化物系固体電解質の製造環境や条件の調整の難しさ
・新しい材料の探索や界面形成技術の必要性
・多くの技術的なハードルの存在
・新しい材料の開発や製造プロセスの改善の必要性
・研究機関や企業の連携の不可欠さ

これらの課題を克服することが、全固体電池の実用化に向けての鍵となります。

全固体電池の関連銘柄と、トヨタの動向を調べた！

おっさんフォース — Mon, 08 Jan 2018 18:31:33 +0000

「おっさんフォース」管理人、みつーです。

2017年　年末から２０１８年の年始には
株価は２万円台をキープしている。

民主党政権時代には考えられない自体だが
その牽引するテーマとしては、電気自動車と

その期間部品でもある２次電池関連だ。

しかも、リチウムイオン電池ではなく
全固体電池へと時代が変わってきているから

当然、先読みの株価が動くわけだ。

スポンサードリンク

トヨタとパナソニックの提携について

２０１７年末、トヨタ自動車とパナソニックが
ＥＶ向け電池事業で提携すると正式発表した。

日本を代表する会社の提携に、株式市場も
前向きに受け止めている。

これからの自動車はガソリン車は無くなって行くだろう。
バイクも電動スクーターがＢＭＷから発売されている。

エンジン車とくらべても、遜色ない出来だ。
っていうか、電動バイクってメチャクチャ早いです。

音も悪くない。

この動画を見ると、間もなくエンジン自動車は
消える存在なんだって思えてきませんか。

さて、

そんな未来が確実に待っている中、
トヨタがパンソニックと提携したのは

とっても良い動きだと私も感じます。

パナソニックの蓄電技術はトップレベルですから。
今度こそ、日本が世界を牽引する産業を確立して欲しいです。

しかし、

新しい産業が動き出そうとしているのに、
日本って規制が多いんです。

自動運転とか、エアバッグとか・・。
日本は規制がいろいろ多いんですよ。

そんなんで産業が育つわけがない。

何かあると騒ぎ立てるマスコミと
責任を取りたくない官僚たち。

最終的には、それを見ている私達の
責任でもあります。

何かあっても騒ぎすぎないようにしましょう。

ところで、

全固体電池が主流になって、
波にのったら次は全自動運転の車ですね。

未来はきっと明るいです。

スポンサードリンク

全固体電池の関連銘柄

【全固体電池の関連銘柄】

硝子セラミック素材活用の添加剤を開発している

『オハラ』

固体電解質研究開発に注力している

『カーリットホールディングス』

全固体電池の層構造の製造方法に絡む
特許をもっている

『新東工業』

これら３社が有名です。

【新銘柄で注目】

プラスチック成形機関連の

『カワタ』

任天堂関連と思いっきや、実はトヨタ関連の

『シライ電子工業』

ワイヤレス給電の『岡谷電機産業』

金属処理加工、ガス軟窒化処理法の
『オーネックス』

【リチウムイオン関連】

『ジーエス・ユアサ』
『古河電池』

この２社が有名ですね。

【部材単位の企業】

正極材

『田中化学研究所』
『新日本電工』
『戸田工業』

負極材

『日本カーボン』
『昭和電工』

セパレーター

『ＷＳＣＯＰＥ』
『旭化成』
『ニッポン高度紙工業』

リチウム電池の寿命を大幅に向上させる技術を持つ
『安永』も人気の常連銘柄です。

スポンサードリンク

全固体電池の主な企業一覧

【日本】

自動車メーカー

『トヨタ自動車』　２０２０年代前半に全固体電池搭載ＥＶを量産予定

酸化物系材料

『豊島製作所』
『日本特殊陶業』
『オハラ』
『ナミックス』
『日本電気硝子』

硫化物材料

『出光興産』
『日立造船』
『住友電気工業』

半導体関連

『太陽誘電』　積層セラミックコンデンサー技術を応用
『村田製作所』　２０１９年にも量産へ
『ＴＤＫ』　表面実装出来る全固体電池を２０１８年４月に量産
『ＳＣＲＥＥＮホールディングス』　２０１６年１０月　米Ｚｅｐｔｏｒ社に出資

既存の電池メーカー

『ＧＳユアサ』　米Ｓｅｅｏ社に人材出向
『ＦＤＫ』　薄膜電池を開発。５Ｖ級正極材料も開発。
『パナソニック』　酸化物系材料にイオン流体を加えた凝固体電解質などを開発中
『東芝』　酸化物系電解質ドライポリマーを用いた薄膜電池を開発中

『東レ』　参入を検討中

【台湾、韓国】

既存電池メーカー

『韓国　サムスン・エレクトロニクス社』
『韓国　サムスン・ＳＤＩ社』
『台湾Ｐｒｏｌｏｇｉｕｍ社』

自動車メーカー

『韓国　ヒュンダイ・モーター』独自に全固体電池を開発中

【北米】

ベンチャー企業

『カナダ　Ａｖｅｓｔｏｒ社』
『米Ｓｅｅｏ社』
『米Ｚｅｐｔｏｒ社』
『米Ｅｎｅｒｄｅｌ社』
『米 sakti３社』

半導体電子部品メーカー

『米Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ社』
『米Ｉｎｔｅｌ社』Zeptorに人材出向

自動車メーカー

『米Ｆｏｒｄ　Ｍｏｔｏｒ社』
『米ＧｅｎｅｒａｌＭｏｔｏｒｓ社』Sakti３社に出資
『米Ｆｉｓｋｅｒ社』

【欧州】
『仏Ｂｏｌｌｏｒｅ社』カナダ　Ａｖｅｓｔｏｒ社を買収
『英Ｄｙｓｏｎ社』米sakti３社を買収。将来、自動車メーカーへ。
『独Ｂｏｓｃｈ社』米Ｓｅｅｏ社を買収

『スイスＳＴＭｉｃｒｏ　ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ社』

スポンサードリンク

まとめ

もう全固体電池に対する各企業は動き出しています。

近い将来は、ガソリン車がなくなり、
クリーンな空が見れるのでしょうか。

あと、気になる産業といえば
仮想通貨があります。

これも世界を一変させる技術です。

世の中から紙幣が消えるかもしれません。

消えてばっかりですね(^_^;)

ところで、

忘れてはいけない、
宇宙事業ってのもあります。

量子コンピューターの実用化が進めば、
遠い宇宙への機材派遣も叶うでしょう。

地球が小さくなっていきます。

宇宙が近くなっていきます。

世界が変わろうとしています。

今、僕たちはそんな時代に生きている。

とってもワクワクしてきますね！

最後まで読んでくださり
ありがとうございました！

全固体電池で将来出来ること！作り出す未来!

おっさんフォース — Thu, 04 Jan 2018 16:04:33 +0000

「おっさんフォース」管理人、みつーです。

まもなく実用化が見えてきた全固体電池ですが、

具体的にどんなふうに世界が変わっていくのかを
想像してみました。

もしかしたら、私の想像の斜め上ほどの
世界の変化になるかもしれませんが、

いろいろ『変わるだろうな』と思えるとを
ピックアップしてみました！

スポンサードリンク

全固体電池の特徴
全固体電池で将来を予想する！
まとめ

全固体電池の特徴

まず全固体電池のおさらいをしたいと思います。

全固体電池の特徴を挙げてみました。

・電気をより多く貯めておける
・安全性が高い
・寿命が長い

従来のリチウムイオン電池に比べると、
大幅に性能が上がっています。

充電時間も大幅に短縮されましたし、
寿命も４０００回の充放電にも出力が

落ちることはありません。

また、自己放電も極めて少ないことから
フル充電してから数年たっても

ほとんど減衰しないそうです。

これまで充電池を使っていた製品は
どんどん軽くコンパクトに出来るようになり

されに寿命も伸びていきます。

スポンサードリンク

全固体電池で将来を予想する！

現在のタブレットよりもさらに薄いものが
出てくるでしょう。

まるで紙のように軽く、
そして曲げることも出来てしまう。

そんな夢のようなタブレットＰＣも
現実になることでしょう。

また、車にしても、ガソリン車がなくなって行くでしょう。
今までのＥＶ車は、充電時間と航続距離が課題でしたが、

全固体電池により、充電時間は３分程度。
航続距離は、試験車で８００ｋｍを達成しています。

安全性の確保と量産体勢が整えば
ガソリン車はこの世から無くなるかも知れません。

また、量子コンピューターが実用化されれば
車が空を飛ぶ日が来るかもしれません。

どういうことかというと、

ドローンを大型化することで、
人が乗れる状態になります。

ちょうど、ヘリコプターのような感じですね。

ただ、ヘリコプターの操縦はとても難しく、
誰でも出来るわけではありません。

これは気流の変化に対応するのが難しいため
なのですが、量子コンピューターが実用化されれば

複雑な気流の変化による微調整も、
自動で出来てしまうのです。

また、ドローンもＡＩ化できれば
２４時間のパトロールや、

離島監視も出来てしまいます。

離島監視といえば、電源の確保が難しい
離島などでも全固体電池を使えば

長期間の監視カメラの運営も可能になり、
人口減少でも防衛体制を強化することができます。

全固体電池をそのまま軍事転用することも出来ます。

潜水艦に搭載することも出来ますので、
さらなる長期間の潜行行動も可能でしょう。

深海探査も長期間の潜行で
もっと明らかになるでしょう。

宇宙開発にもきっと役立ちます。

月や火星に探査ロボットを派遣することも出来ます。

液体電池と違って、温度差などの
過酷な環境でも問題なく作動します。

一気に世界が広がっていきますね。

スポンサードリンク

まとめ

・車が変わる
・医療が変わる
・持ち物が変わる

全固体電池が実用化されると
出来ることを一言で言うと

『世界が一気に広がっていく』

ということですね。

とてもワクワクする未来が
やってくることでしょう。

あとは、

量産化を早期に実現させてくれれば
安価な製品が登場してくれるでしょう。

民生品はもとより、国家防衛の観点からも
大きな変化が出て来るでしょう。

これからの動向に目が離せません。

最後まで読んでくださり
ありがとうございました！

スポンサードリンク

全固体電池をwikiでチェック！メリットとデメリットとは？

おっさんフォース — Wed, 03 Jan 2018 16:20:59 +0000

「おっさんフォース」管理人、みつーです。

全固体電池がいよいよ量産化出来つつあります。
果たしてどんな商品が登場するのか待ち遠しいですね！

さて、

いろいろと話題の全固体電池ですが、

まだメリットとデメリットを
知らない人もいるかと思いますので

改めてここで述べてみたいと思います。

スポンサードリンク

全固体電池のメリット
全固体電池のデメリット
まとめ

全固体電池のメリット

全固体電池のメリットを上げればいろいろありますが、
代表的なものを挙げてみます。

・安全性の向上
・数分で８０～９０％充電する「超急速充電」が可能
・エネルギー密度の大幅向上に道が拓ける
・自己放電が大幅低減
・電池の設計自由度がまし、多層化が可能に
・フレキシブル化も可能
・基盤に表面実装出来る

以下に詳しく述べてみます。

安全性の向上

既存のリチウムイオン電池は液体を使用していたため
気化してしまうと膨張します。

また引火し易い材質なので、安全設計を
厳重にする必要がありました。

しかし、全固体電池ならば気化の心配は
ありません。

液漏れや揮発、引火などは
理論的にありえません。

数分で８０～９０％充電する「超急速充電」が可能

既存のリチウムイオン電池はフル充電に
数時間、急速充電でも２０分ぐらいかかりますが、

全固体電池のフル充電は３分程度なので
車の給油よりも早く済んでしまいます。

エネルギー密度の大幅向上に道が拓ける

液漏れする心配が無いのでパッケージを簡素化出来る。
その為、従来と同じサイズでも、高い電流や電圧を
作ることが出来る。

また、電解液に比べても化学的安定性が大幅に
高くなったため、以前よりも高い出力が
出せるようになる可能性がある。

自己放電が大幅低減

自己放電が大幅に少ないので、
一度充電してしまえば、何年でも電圧を
保持できる可能性がある。

電池の設計自由度がまし、多層化が可能に

必要に応じて多層化させて、出力を高める事も可能。

フレキシブル化も可能

薄くしてペラペラの状態にも出来る。
タブレットＰＣも折りたたんで持ち歩くことも
可能になるかもしれません。

基盤に表面実装出来る

チップ部品と同サイズの電池も出来る。
コンデンサーとして使うと寿命も長くなるので
製品の品質も向上すると思われる。

スポンサードリンク

全固体電池のデメリット

良いことづくめの全固体電池ですが、
懸念されることもあります。

安全性の懸念

全固体電池は従来のリチウムイオン電池に比べて
とても安全だと述べましたが、

ＥＶ向けの高性能品は、液漏れとは違う
安全性が懸念されます。

現在の伝導体はまだ高出力では
燃える可能性があるのです。

液漏れによるショートなど無いのですが、
不可抗力により、ショートしてしまった場合、

発火も懸念されます。

また、

材料の組み合わせでは、出力はあっても
電極と電解質の界面抵抗が大きいので
発熱の危険性も考えられます。

これは程度によると思われますが、
安全性を確保する必要があります。

コスト面

あと、考えられるのが

量産化が確立されるまでは、
市場に出てくるものは高価になると思われます。

これはメーカーの頑張りを期待したいところです。

有毒ガス

私が考える一番大きな懸念は有毒ガスです。

イオン伝導体には硫化物系と酸化物系があるのですが、

硫化物系の方が、高い出力を得ることが出来ます。

おそらくＥＶ車は硫化物系を使うと思うのですが、
硫化物系には硫黄が使われているので、

この硫黄が空気中の水分と反応して、硫化水素ガスを
発生させてしまうと大変です。

硫化水素ガスは有毒なガスなので、
はたしてこれらの安全も確保できるのか

注目したいところです。

スポンサードリンク

まとめ

現在はメリットとデメリットを比べると
圧倒的にメリットが大きいですね。

量産化が確立するまでは、
値段が高そうな気もしますが、

新しい技術の方が未来があるので
どんどん勧めて欲しいです。

私としては、全固体電池の技術が
完璧に確立すれば

電源のない離島監視などに
応用出来ないか興味があります。

何にせよ、とても素晴らしい技術だと思います。

最後まで読んでくださり
ありがとうございました！

全固体電池の課題と実用化はいつごろなのか調べた

おっさんフォース — Wed, 03 Jan 2018 12:33:00 +0000

「おっさんフォース」管理人、みつーです。

全固体電池の明るい未来を思い浮かべると
とってもワクワクするのですが、

全固体電池って３０年もかかって発見された
物質だったりしますよね。

もうそろそろ実用化って出来るんでしょうか？

また、考えられる課題などは無いのでしょうか？

それぞれ調べてみました。

スポンサードリンク

全固体電池の課題
全固体電池の実用化っていつごろ？
まとめ

全固体電池の課題

全固体電池の課題としてあげられるのは

・さらなる伝導率の高い部材の発見
・出力が小さい
・量産技術が確立されていない

大きく３つの課題があります。

さらに伝導率の高い部材の発見

２０１１年に、（リチウム、ゲルマニウム、リン、硫黄）
これら４つの物質から合成された硫化物材料をもとに

さらなる安定化と高伝導化を目指して
日夜、改良が進んでいます。

出力が小さい

従来の全固体電池はリチウムイオン電池よりも
電気を蓄える容量密度が小さく、
出力密度は更に低かったのですが、

材料の改良とともに、出力も向上しています。

現在はトヨタ自動車、東京工業大学が
容量密度を既存のリチウムイオン電池の

２倍にすることに成功していますし、
出力密度は３倍以上に高めることにも
成功しています。

３分でフル充電出来るＥＶ用蓄電池も
視野に入るほどの技術革新がなされています。

量産技術が確立されていない

セルの大容量化や量産化の検討は
製造工程に加圧が必要なこともあり
簡単にはいかないのですが、

それも積水化学工業とイギリスの「イリカ」は
ともに量産化にめどがついています。

積水化学工業はゲル状電解質を用いて大判セルの
量産にめどを付けました。

イギリスの「イリカ」は
大規模生産を視野に半導体の製造プロセスを活用して
６インチウエハーで量産を可能にしています。

ＴＤＫはセラミック全固体電池として
基板実装出来るサイズのものを量産化する予定です。

２０１８年の春には市場に出る予定です。

その他メーカーも、続々と量産化して行くことでしょう。

スポンサードリンク

全固体電池の実用化っていつごろ？

２０１８年から小型の物は市場に出てくるので、
各メーカーがそれらの部品を使った製品を

設計　⇒　試作　⇒　製品化

この流れになるまで
１年ぐらいかかるのでは無いでしょうか。

なので、２０１８年の秋冬ぐらいに
何か商品が出てくるぐらいだと思います。

車に関しては人命がかかっているので
さらに試作を重ねるので、もっと次期は伸びるでしょう。

トヨタ自動車は２０２２年ぐらいに市場に
出してくると公表していますので、

他メーカーも、同じ時期か
それ以前に出してくるでしょう。

もう乗れるぞ！自動運転・EV【電子書籍】[ 週刊エコノミスト編集部 ]

スポンサードリンク

まとめ

数年前に言われていた課題も
ぞくぞく解決していってますね。

明らかに次世代の牽引する産業になるでしょう。

今のタブレットやパソコンも、

より軽く、より長時間楽しめるようになります。

もちろんお値段も高めになるでしょう。

もしくは継続課金などの、長期保有で
利益を挙げていくシステムになるかもしれないですね。

明るい未来とは裏腹に、どんなお値段のものが
登場するのか心配でもあります。

まぁ、あんまり高いと誰も買わないですからね。

そのあたりは、メーカーも考えてくるでしょう。

最後まで読んでくださり
ありがとうございました！

全固体電池とは？その仕組を簡単に解説するよ

おっさんフォース — Wed, 03 Jan 2018 11:26:02 +0000

「おっさんフォース」管理人、みつーです。

全固体電池という言葉を最近知りました。

っていうか、

固体の反対って、液体じゃないですか。

もともと電池って固体じゃないの？

っという疑問を持たれる方も
いらっしゃるかと思います。

違うんです。

違うんですよ。

乾電池って一見、固体じゃないですか。

実は乾電池にしても
充電池にしても、

あれは簡単に説明すると
電解質の液体を染み込ませた綿が
ボックスの中に収まっているのです。

つまり、電池の中には液体が
入っているんです。

固体電池はそういった、
電解質の液体がない

完全な固体の電池なのです。

さて、

全固体だと、何が良いかは
別の記事に譲るとして、

その仕組とは一体どうなっているのか
さらっと簡単に説明いたします。

スポンサードリンク

従来の電池
1. 化学電池の仕組み
2. 二次電池(リチウム電池)の仕組み
全固体電池とは
まとめ

従来の電池

電池と一口にいっても、
実は電池には材料の組み合わで約３５種類も
あったりします。

ただ、

これらも大きく分けると

「化学電池」と「物理電池」

の２つになります。

「化学電池」は金属化合物の
化学反応を利用して発電する仕組み。

「物理電池」とは太陽光や熱などの
エネルギーを利用して発電する仕組み。

今回の全固体電池は「化学電池」に
属するので、

化学電池の事を書きます。

「物理電池」は、またの機会ということで・・・。

さて、

「化学電池」といっても
さらに大きく分けて３種類あります。

「一次電池」と「二次電池」そして「燃料電池」。

「一次電池」は乾電池などにみられる
使い切りの電池。

「二次電池」は充電すると再び使える
充電式電池。

「燃料電池」は水素と酸素を結合させて
水と電気を作る電池。

これら３種類の中でも全固体電池は
二次電池の仲間になります。

化学電池の仕組み

化学電池の仕組みを簡単に言うと
小学校の理科の授業で習ったことを

思い出してください。

銅板と亜鉛板の２つを食塩水か希硫酸液につけると
亜鉛板からプクプク泡がでてきましたよね。

あれは亜鉛板が電解液に溶けて、亜鉛イオンになるのですが、
その時に電子だけ残して溶けるのです。

文章で説明するとわかりにくいので
めっちゃくちゃわかりやすい動画を見つけました。

これが電池の仕組みになります。

二次電池(リチウム電池)の仕組み

リチウムイオン電池にみられる
充電式の電池は

携帯やパソコン、ゲーム機など
幅広く使われていますね。

すっかり身近な電池なのですが、
その仕組を言える人は少ないんじゃないかと
思います。

さて、

リチウムイオン電池の仕組みなのですが、

電池の

プラス極にリチウム化合物
マイナス極に黒鉛などを使います。

リチウム化合物の中には
たっぷりとリチウムイオンが含まれていて
充電することで、

リチウム化合物からイオンを取り出し
黒鉛の方へイオンを送ります。

イオンは黒鉛内にすっぽりと
取り込まれてしまいます。

全部取り込まれたら充電完了！

実際に電池を使用すると
黒鉛からリチウム化合物に向かって
イオンが戻っていきます。

これが、いわゆる電流となって
携帯やゲーム機、パソコンを動かす
電源となるのです。

わかりやすい動画が会ったので
ご紹介しておきます。

スポンサードリンク

全固体電池とは

全固体電池とは、その名の通り
すべてが固体でできた電池です。

前述したとおり、電池は電解液を使って
電気を発生させてきましたが、

それらを固体でイオン伝導させることに
成功したのでした。

わかりやすい動画があったので
ご紹介します。

リチウムイオン電池は大変素晴らしかったのですが、
発火しやすいなどのデメリットがありました。

それらを克服するために分子レベルで
物質の構造を解析し、

リチウム化合物に負けない伝導体を発見することに
３０年の時間を使っています。

その結果、

リチウム(L)、ゲルマニウム(G)、リン(p)、硫黄(s)

この４つの物質を用いた材料

硫化物材料ＬＧＰＳが発見されました。

最初の時点では、出力は小さいものでしたが、
そこに微量の塩素を加えた超イオン伝導体が
発見されました。

これにより、リチウムイオン電池に近い性能が
発揮されるようになり、

実用化のめどが立ってきました。

２０１８年にはＴＤＫが小型の全固体電池を
量産できる体勢を作るほどになってきました。

スポンサードリンク

まとめ

電池という身近なものを
仕組みレベルで学び直しました！

とっても興味深く調べることが出来ました。

それにしても、

全固体電池が実用化されるまでに
３０年の時間が経過していたんですね。

これが一般に実用化されていけば
現在の生活はガラッと変わってしまうかもしれません。

具体的な未来については別の記事で
取り扱ってみたいと思います。

しかし、考えるだけでも
ワクワクするような発見です！

未来はもっと豊かに明るくなってきますね！

最後まで読んでくださり
ありがとうございました！