今、主流の電池の一つとなっているリチウムイオン電池から、全固体電池へと開発が進んでいるお話を前回聞きました。今回は、固体電池の特徴について、最先端の研究を踏まえながらお話をお聞きしたいと思います。前回と同様、全固体電池を研究している金村先生にお話をうかがいました。エネルギー化学専攻助教授に就任。専門分野は、セラミックス化学、電気化学、エネルギー化学。――エネルギー密度を高くする時、技術的にむずかしいのはどういうことなのですか?金村:「エネルギー密度を高くするとは、つまり、小さな場所に大きなエネルギーを蓄えるということです。――爆弾ですか!金村:「そうです。爆弾は、化学エネルギーを小さな空間に貯め込んでおいて、それを一気に反応させています。電池も電気のエネルギーを小さな空間に貯め込むところまでは同じです。――スマートフォンやバッテリーの爆発事故が時々、ニュースになります。金村:「技術的には、電池の爆発防止策は確立されています。現在は、スマートフォン自体の最大電流値が小さくなるように設計されている。バッテリーが熱を持ち始めると自動的に電源が切れるようになっている。温度の管理が重要かというと、電解質が有機物だからです。これが過熱して、発火・破裂するのです。電解質に有機物を用いているかぎり、免れえない問題だというわけです。いえ、現在の技術水準で、スマートフォンの電池が破裂するなどということは、本当はありえないのです。――発火・破裂しない電解液はないんでしょうか?金村:「いくつかあります。固体電池の実現はビジネスモデルを変える――ようやく「固体」にたどりつきました。金村:「固体電解質は燃えません。安全に使うことができます。リチウムイオン電池は有機物を使っているので、蒸発しないよう厳重にラミネート加工を施さなければなりません。――全体の生産コストにも好影響を与えそうですね。有機物を電解質に用いると4ボルトの電圧が得られるのですが、固体電解質では、それより高い5ボルトをかけても大丈夫なものが多いんです。いうことは、性能がより安定し、製品寿命が延びるのではないかと言われています。――いじわるな質問なんですが、研究者側はより寿命の長い電池を開発しようと意図する一方で、メーカー側は買替サイクルが長くなることを嫌う、という対立構造が生まれたりしないのでしょうか。金村:「それはビジネスモデルを転換すれば解決します。――たとえば?金村:「電池を販売するのではなく貸すという方法です。電池(エネルギー)のシェアリングですね。――いろいろな分野で、「これからはシェアリングの時代だ」という声を聞きます。金村:「現在の状態はもったいないですよ。自動車の稼働率なんて1割です。10日に1日しか乗らない。それなのに放置しておくのですから。電池はもとより、電気自動車を丸ごとシェアリングすればいい。すればもうひとつ利点が生まれます。それは適切な管理ができるということです。管理が行き届けば、電池の寿命をさらに延ばすことができ、安全性も高まります。メンテナンスをユーザー任せにすると、電池だけでなく電池を制御する回路に支障が出てもわからない。――ひとつ疑問なのは、電気自動車や自動運転など、自動車自体がハイテク化していった時に、事故の責任を誰が負うのかという点です。電池から出火した場合、責任は自動車メーカーにあるのか、電池メーカーにあるのか、電装メーカーにあるのか?金村:「たしかに問題ですね。法律も整備されていないと思います。――ちょっと話が逸れてしまいましたね。細かな質問なのですが、「固体電池」と言う場合と「全固体電池」と言う場合があります。これらはどう違うのでしょうか?金村:「どちらも同じです。固体電池の早期実用化を目指すために、固体電池の中に少しだけ難燃性の液体を混ぜることがある。これも固体電池なのですが、あえて区別して『擬似固体電池』とすることもあります。――発展途上の技術というわけですね。金村:「もっとも、小さな固体電池は、現在でも液体を混ぜずに作ることができます。アップルウォッチのようなウェアラブル端末などに応用できるでしょう。商品化にはまだクリアしなければならない課題がありますが、TDKや村田製作所など多くのメーカーが開発を進めており、すでに標準化についての話し合いが始まっているくらいです(※取材後の2019年6月に、村田製作所がウェアラブル端末向けの全固体電池の2020年からの量産を発表した)。――なぜサイズが関係するのですか?金村:「固体電池は、電解質がセラミック製のシートになっているからです。シートの厚みは髪の毛ほど(50μm)。厚みをもたせてしまうと、シート自体が抵抗になってしまうので薄くしなければならないのです。薄いシートなので破損しやすい。――大きな固体電池はまだ時間がかかりそうなんですね?金村:「ただし現在、大きな固体電池に見せかける、『バイポーラ技術』の可能性が追求されています。自動車のバッテリーなどは、小さな電池を直列につないで高い電圧を得ています。この小さな電池の単位を『セル』と言います。今までは、セル同士をつなげるには、外側から導線でむすぶ方法しかありませんでした。固体電池では、セルを重ね合せれば、直列につなげる方法と同じ効果が得られることがわかりました。これが『バイポーラ(双極性)技術』です。セルを100層にしても、『1つの電池のように』扱えるというわけです。――扱いやすくなれば用途が広がります。金村:「たしかに大きな固体電池に関しては、コスト面や安全面などまだ課題は多くあります。小さな固体電池は、エネルギー密度が高いうえに安全性も確保されています。大きな固体電池は材料コストが高くつきますが、小さな固体電池の場合、材料コストはほとんど問題になりません。製造コストのほうが高くつくぐらいです。全固体電池に注目が集まる最大の理由が、発火や破裂などの事故が減り、そのことによって大きなビジネスチャンスが様々なジャンルで生まれるからだ、ということを知りました。次回は、日本において全固体電池の研究がどのぐらい進んでいるのかについて、お聞きしたいと思います(つづく)。おいては価格変動等により損失が生じるおそれがあります。リスク・手数料の詳細はこちらへ・本コンテンツは一般的な情報提供を目的としており、個別の金融商品の推奨又は投資勧誘を意図するものではありません。・掲載した時点の情報をもとに制作したものであり、閲覧される時点では変更されている可能性があります。・信頼できると考えられる情報を用いて作成しておりますが、株式会社FOLIOはその内容に関する正確性および真実性を保証するものではありません。・本メディアコンテンツ上に記載のある社名、製品名、サービスの名称等は、一般的に各社の登録商標または商標です。『FOUND』は、「お金」と「社会」に関する情報を「わかりやすく」「おもしろく」発信し、私たちの未来を探るメディアです。社会のココを深く掘る。