リチウムイオン電池は、スマートフォンから電力網の蓄電システムに至るまで、あらゆるものを変えてきました。しかし、その液体電解質には、発火しやすいというよく知られた欠点があります。全固体電池は、その液体を固体のセラミックまたはポリマーに置き換えるもので、より速い充電、より長い寿命、小型のパックでのより高いエネルギー密度、そしてはるかに低い動作温度を約束します。新世代の企業がこれらの電池を市場に投入しようとしており、成功すれば、この技術は化石燃料からの転換を大きく後押しするかもしれません。
10年以上にわたり、全固体電池は「あと数年で実現する」と言われ続けてきました。この技術は研究室では機能していますが、課題は残っています。固体電解質とリチウム金属負極を組み合わせた設計では、充電中に針状のデンドライトが成長し、電解質を突き破ってセルをショートさせることがあります。多くの固体電解質は、この圧力によって割れてしまいます。大規模な製造も別の障壁です。電解質には欠陥のないセラミックのような大判のシートが大量に必要であり、組み立てには乾燥した部屋が求められます。ほとんどのメーカーは、2030年代半ばごろに価格がリチウムイオン電池パックと同等になると見込んでいます。
ビル・ゲイツが支援し、2010年にシリコンバレーで設立されたQuantumScapeは、リチウムと適合するとする陶磁器系材料を中心に電池を開発しており、デンドライトの形成を避けているといいます。共同創業者兼最高技術責任者のティム・ホルムは、同社がこの材料の加工方法を習得するのに約10年を費やしたと述べています。2025年には、セラミックの熱処理時間を数日から数分にまで短縮する大規模な手法を発表しました。
ほかの企業も技術を前進させています。世界最大の自動車メーカーであるトヨタは2010年に研究を開始し、出光興産とパイロットプラントの建設で提携しています。同社は、10分以下の充電で最大745マイル走行できる車を約束しています。世界の電池市場の約40％を占める中国のCATLは、2024年だけで全固体電池の研究に約26億ドルを投じました。メルセデス・ベンツは昨年秋、EQSセダンに全固体電池を搭載し、750マイルを連続走行した後もなお航続距離に余裕があったといいます。初期の車両は、コストの上昇が通常は購入者に転嫁されるため、価格が高くなる可能性が高いでしょう。
出典: MIT Technology Review · 要約：HeadlinesBriefing