雑誌やネットの記事に「全固体電池開発競争。 中国が追い上げ、日本は大丈夫か？」といった見出しをしばしば見かける。記事を読むと確かに全固体電池の話だが、どうしても引っかかるものを感じたので調べてみた。
結果「現在開発中の主な全固体電池には材料も製造方法も全く異なる硫化物系と酸化物系の2系統がある」とわかった。ネットで見かける『中国の追い上げ』といった記事は２種類の固体電池を意図的に混用して書いているものもあるようだ。
記事に言いたいことは多々あるがとりあえず先に進む。
■全固体電池2種+ナトリウムイオン電池の特徴
まず、この３つはどれも急速充電対応。
硫化物系全固体電池
日本企業が特に力を入れている系統。この系統の特許や材料素材研究で日本先行。
電気自動車、ドローン、航空機登載、宇宙関連機器用、スマホ、工具、農機向けに「硫化物系の全固体電池の研究・開発が進んでいる。柔軟で扱いやすい。
電池自体は燃えないが、大きな衝撃を受けて外装が破れた場合などに硫化物が水と反応して有毒ガスが発生する危険性はある…といっても現在のガソリン車やEVに比べると発生確率はかなり低くなる、はず。スマホを落とす程度では電池はノーダメージ。
酸化物系全固体電池
中国で開発している全固体電池はこちらの系統が多い。
セラミックに焼結して生成するため、極めて安全。
しかし、この焼結工程がコストが掛かり、またセラミック板は堅く、扱いづらい。
チップ型電池として量産が開始され、スマートウォッチやIoTセンサー、補聴器などの分野ですでに実用化が進んでいる。
ナトリウムイオン電池
こちらも中国で開発が進んでいる。構造はリチウムイオン電池と同様だが、高価なリチウムの代わりにナトリウム（リチウムに比べて激安）を使用し、コストが大幅に下がり、リチウム電池より発火のリスクも下がる。
ただし蓄電容量は低め。
■３種の電池を数値で比較
説明だけではわかりにくいので比較用にコストとエネルギー密度データを抜き出してみた。複数資料のおおよその数値なので正確さは保障できません。
商用化開始時（できたとき）と理論値（ここまでできるらしい。ただしいつになるか不明）を書く。
[現在のリチウムイオン電池]（比較基準）
コ]スト：100% （約1.2～1.5万円/kWh）
エネルギー密度：100% （約200～250 Wh/kg）
●商用化開始時数値
[硫化物系全固体電池]
- コスト：300%～500%以上
初期は極めて高価 - エネルギー密度:130%～180%
[酸化物系全固体電池]
- コスト：400%～600%以上
微小チップでも高価 - エネルギー密度：40%～70%
現行はLiイオンより低い
[ナトリウムイオン電池]
- コスト：80%～100%
- エネルギー密度：60%～75%
●理論値の数値
[硫化物系全固体電池]
- コスト：100%以下
リチウムイオン電池より安価になる予測もあるらしい。 - エネルギー密度：200%～300%
[酸化物系全固体電池]
- コスト：150%～200%
- エネルギー密度：150%～250%
[ナトリウムイオン電池]
- コスト：60%～70%
- エネルギー密度：80%～90%
こんなところ。
こういうまとめは取説屋の「説明」と「仕様」のペーシの書き方だったりします(笑)
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