全固体電池に関する中心企業の技術革新【全19社まとめ】

全固体電池に関する中心企業の技術革新【全19社まとめ】

全固体電池とは

全固体電池とは、リチウムイオン電池の進化版になります。

現状のリチウムイオン電池は発火する危険性がありEVなどの電気自動車には使いづらいという欠点があります。さらに充電時間が長いという欠点もあります。

ですが、全固体電池はそんな欠点をすべて克服できているという夢のような電池なのです。

ただ、現状では10倍以上の値段のため高すぎるという欠点があり、それが普及できない原因のようです。

次の課題は値段のようですが、そんな、全固体電池の技術革新を生み出そうとしている会社をすべて紹介します。

 

7004 日立造船

2020年にロケットなどの特殊用途向けに個体リチウム電池を販売を開始

現在使用されている、リチウムイオン電池と比べて耐久性安全性温度の高低差での性能低下や充放電による劣化などの問題を克服

デメリットとしては、通常のリチウム電池よりも一桁以上値段が高くなるという欠点があるので、EV車載向けとしては不向きである。もしこれで、車を作ると1億円以上になる。

参考文献:https://www.bloomberg.co.jp/news/articles/2017-08-10/OU3BMY6S972801

7203 トヨタ自動車

トヨタが東京工業大学と開発中の全固体電池は、通常のリチウムイオン電池と比べて1.5倍の容量で3倍上の出力を発生させることに成功。充電時間も空から満タンまで約3分程度まで短縮可能

問題は、20万キロ以上の走行距離が一般的な自動車のバッテリー寿命ですが、そのような長寿命なバッテリーを備えた量産方法が出来ていない。

それと、既存のリチウムイオン電池よりも値段が高いのが問題(量産化技術で解決?)

2020年前半の実用化を目指す

参考文献:https://clicccar.com/2017/11/22/533951/

https://www.nikkei.com/article/DGXMZO22697550V21C17A0TI1000/

5218 オハラ

-30°で駆動する全固体電池リチウムイオン電池の試作に成功

固体電解質にオハラの酸化物系固体電解質「LICGC」を積層にすることで-30°の低温下でも駆動できる実証に成功

全個体電池は界面抵抗が大きく、中でも酸化物系の無機固体電解質を用いたものは低温下の特性が著しく低下するという課題があるが、これに対し電池を積層構造化することで、緻密かつ効率的な構造を持つ全個体電池を実現

酸化物系固体電解質「LICGC」の固体電池への採用を2019年に目指す

参考文献:https://news.mynavi.jp/article/20160824-a243/

6981 村田製作所

ソニーの電池事業を買収し、2019年全個体電池の製品化を目指す

他社の全固体電池よりもエネルギー密度が高い製品になる模様

エネルギー密度が高いと小型で軽量のバッテリーを作ることが出来ます

セラミック技術を生かした全固体電池で、ターゲットはウェアラブル端末なる。

車載向けの販売予定はない

製品名は「セラチャージ」

価格は個別見積もり。製品外形は縦4・5ミリ×横3・2ミリ×高さ1・1ミリメートル。充放電サイクルは1000回以上を実現

セラミック全固体電池は、リチウムイオン電池の伝導率が、これまでの2倍になります。

参考文献:https://newswitch.jp/p/11522

https://newswitch.jp/p/11111

6762 TDK

2018年春頃にオールセラミック全固体電池「CeraCharge(セラチャージ)を量産開始

特徴はSMD型(チップ型)

4204 積水化学工業

既存のリチウムイオン電池に用いられる液体電解質に性能が劣らないゲル状電解質(準全固体電池)を開発

リチウムイオン電池メーカーのエナックスを買収。今年3月には、ゲル状電解質を用いたリチウムイオン電池を2016年度中に住宅向けに出荷

5年以内に住宅向けに年間100億円、10年以内にEVやPHV向けに年間1000億円の売り上げを目指す

参考文献:http://business.nikkeibp.co.jp/atcl/report/15/226265/051700123/?P=2

5334 日本特殊陶業

日本特殊陶業は酸化物を用いて、薄く大きな電池を作ることに成功(酸化物では薄くて大きなものは作れなかった)

トヨタなどが開発している全固体電池は硫化物を使い、水に触れると毒ガスが出るという危険があった。(その問題は解決済みとトヨタ幹部)

ですが、日本特殊陶業は、ある特殊なものを酸化物に混ぜることにより、硫化物と同じように大きな全固体電池を作ることに成功する。これにより、安全で大きな全固体電池が作れる可能性が出てきた。

参考文献:http://www.newsweekjapan.jp/stories/world/2017/12/ev-7_2.php

6976 太陽誘電

4000回以上の充放電を繰り返しても、8割ほどしか劣化しない全固体電池を開発

3407 旭化成

リチウムイオン二次電池用セパレータの生産能力を増強

セパレータは電池の正極と負極を分離し、電極間のイオンを微細な穴を通して伝導させる薄いフィルム。湿式は樹脂に溶剤を混ぜ込んでから穴を開ける製法で、高強度の製品を作りやすいが設備コストが高くなる。乾式は溶剤を使わず比較的安価で製造できる。

企業や研究機関で次世代電池の開発が進む中、現在普及している電池の部材の一つである電解液を使用しない全固体リチウムイオン二次電池が注目されている。電解液が使用されなくなるとセパレータは不要になるとの見方もあるが、旭化成は全固体リチウムイオン二次電池が車載用に使われるのはまだ先との見通し

参考文献:https://www.bloomberg.co.jp/news/articles/2017-09-08/OVXMNV6K50XU01

4182 三菱ガス化学

錯体水素化物を使った全固体電池用固体電解質の独自製法を持つ

量産化しやすい強みがある

関連企業などへサンプル品を提供して共同で研究開発に取り組んでいる。

2020年までに全固体電池用の固体電解質を開発を目標

参考文献:https://newswitch.jp/p/11602

4275 カーリット

東レリサーチセンター(TRC)と日本カーリット(JCC)は20日、リチウムイオン電池の受託試験・解析事業で提携

充放電を繰り返したり、圧力や振動を受けた電池にどんな現象が起きるか、試験する設備・知見を持っているカーリットと電池の劣化メカニズムや電池を構成する電極や電解質など部材のデータ分析を得意とする、東レリサーチセンターはお互い苦手とする部分を補う関係として提携

危険性の評価設備がなく、顧客からの受注機会を逃していた東レリサーチセンター(TRC)が、カーリットと組むことで、ワンストップで電池メーカーからの試験を受託できるようになる

例えば、電池が燃えた時に発生するガスの分析や、劣化した電極に急速充電した時にどんな状態になるのかといった材料解析も一体でできるようになる。

参考文献:https://www.nikkei.com/article/DGXMZO23695640Q7A121C1X12000/

4471 三洋化成工業

電極を厚くする事で高電気容量化技術の開発に成功

従来技術では、電極厚み 200μm 程度が限界であるため、電池の電気容量を大幅に高めることが出来ず、大電力の実現のためには数多くのリチウムイオン電池を連結する必要があり、大きなスペースを必要としていました。

独自の新技術では、電極厚みを数倍以上に厚くすることが
でき、リチウムイオン電池の高電気容量化が期待できます。その結果、システムとしては、電池の連結数を減らすことによって従来のシステム内で大きな容積を占めていた接続回路等の部品点数を大幅に削減することができ、お客様のニーズに合わせ、コンパクトなリチウムイオン電池システムを提供することも可能となります。

参考文献:https://www.sanyo-chemical.co.jp/topics/pdf/k170720a.pdf

5019 出光興産

全固体電池で使用する硫化リチウムを出光興産は開発製造することができる

5214 日本電気硝子

正極材にNa系の結晶化ガラスを用いた全固体Naイオン二次電池の試作に成功

(特徴)

1.安全性

電池材料が全て無機酸化物で構成でき、使用及び星座時のハッカや有毒ガス発生の懸念がない

2.電池の性能

ガラスの軟化流動性を活用してこいたい電解質との一体化を図り、イオン伝導性を高めたことにより、室温での駆動が可能

固体電解質はイオン移動による劣化が小さく長寿命

シンプルな構造で、高電位系活部質の開発により、高エネルギー密度の電池制作が期待できる

3.資源調達リスク

粗原料の豊富なナトリウムを用いており、リチウムと比較して供給の不安がなく有利

参考文献:http://www.neg.co.jp/uploads/news20171108_jp.pdf

5333 日本ガイシ

結晶配向セラミック正極板を用いた全固体電池の製造

ウエアラブルデバイス端末やIoT(モノのインターネット)向け電源向け

イオン伝導セラミックをセパレーターに用いた亜鉛2次電池の研究に取り組む。安価な亜鉛を使用することで電池の低価格化を視野に入れる。主力のナトリウム硫黄(NAS)電池で大規模向けの需要を開拓しながら、新電池で中小規模クラスをカバーする考え。

参考文献:https://www.google.com/patents/WO2017065034A1?cl=ja

5715 古河機械金属

固体電解質膜の厚みの標準偏差が5.0μm以下というリチウムイオン伝導性固体電解質およびその製造方法の特許を持つ

参考文献:http://www.conceptsengine.com/patent/application/2017157362#more

6339 新東工業

全固体電池を構成する層構造体の製造方法、製造装置及びその層構造体を備えた全固体電池

本発明は、全固体電池を構成する固体電解質層、正極活物質層、負極活物質層の構造体であって、界面抵抗を低減し、界面強度を向上させることができ、歩留まりがよく、製造コストを低くすることができる構造体の製造方法、製造装置を提供する

グリーンシート成形工程S111により固体電解質グリーンシート11を成形し、凹凸形状付与工程S112により固体電解質グリーンシート11と加熱により消失する材料からなり凹凸形状を有したシート部材50とを一体的に形成して固体電解質グリーンシート11に凹凸形状を付与し、加熱工程S113により一体的に形成された固体電解質グリーンシート11及びシート部材50を加熱し、シート部材50を消失させ、固体電解質グリーンシート11を焼成して、表面に凹凸形状が付与された層構造体を製造する。

本製造方法は簡単な工程で構成されているため、製造コストを低減することができる

参考文献:https://www.google.com/patents/WO2012053359A1?cl=ja&hl=ja

6501 日立製作所

高耐熱全固体リチウムイオン二次電池の基礎技術を開発

充放電性能を高める内部抵抗低減技術により、150℃で理論容量の90%の電池動作を実証成功

参考文献:http://www.hitachi.co.jp/New/cnews/month/2015/11/1112.html

6955 FDK

積層体の各層間の収縮率の差異により焼成工程において各層間にクラック等が発生するのを防止することで、電池性能の低下を防ぐことができる全固体電池の製造方法において特許申請中

参考文献:https://kabutan.jp/news/marketnews/?b=n201711160227

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