TECHNOLOGY PROFILE
硫化物系固体電解質
Sulfide Solid Electrolyte for All-solid-state Batteries
技術概要
硫化物系固体電解質は、リチウムイオンを電池内部で移動させる材料です。従来のリチウムイオン電池では液体電解質が一般的ですが、全固体電池では電解質を固体に置き換えます。
硫化物系は、固体でありながら柔軟性と密着性を持たせやすく、正極・負極との界面を保ちやすいことが特徴です。全固体電池では、充放電時に電極と電解質の界面に亀裂が生じ、性能や耐久性が低下することが大きな課題です。材料の性能だけでなく、均一な品質で大量生産できるかが実用化を左右します。
技術詳細
全固体電池の性能を左右する材料
全固体電池は、電解質を液体から固体に置き換えることで、高出力化、充電時間の短縮、高電圧・高温への耐性向上、エネルギー密度向上が期待される次世代電池です。
ただし、性能の高い材料を研究室で作れることと、自動車用として長期間使える電池を量産できることは別の課題です。材料の粒子径、純度、水分管理、電極との密着性、製造時の歩留まり、コストまでを安定させる必要があります。
硫化物系の特徴
硫化物系固体電解質は、リチウムイオンが移動しやすく、電極材料と接触しやすい特性を持つとされています。出光興産は、石油精製で副次的に発生する硫黄成分を活用し、固体電解質の中間原料となる硫化リチウムから一貫した製造技術の構築を目指しています。
全固体電池の量産では、材料の性能だけでなく、原料から中間材料、固体電解質、セル製造までつながる供給網を確保できるかが重要です。
想定用途
- BEV向け全固体電池
- 高出力・長航続距離を求める電動車
- 急速充電性能を重視する電動車
- 次世代蓄電池の材料供給
技術的課題
- 正極・負極と固体電解質の界面に生じる劣化・亀裂
- 水分に敏感な硫化物材料の製造・保管管理
- 大型設備での品質安定化と歩留まり
- 固体電解質と硫化リチウムの供給能力
- 自動車用電池としての耐久性・安全性・コスト
- 量産車搭載後の性能保証とリサイクル
