NIKKEI——日本經濟新聞中文版

      支撐純電動汽車（EV）、智慧手機和筆記型電腦等數位設備普及的是大容量電池。但是，目前廣泛使用的鋰離子可充式電池也被指存在安全方面的風險，還面臨大容量化和長壽命化等課題。日本大阪公立大學研究生院工學研究科準教授作田敦在“日經XTECH Learning”中開設了“從全固態鋰離子電池到全固態鋰硫磺電池的解説”講座，表示“作為新一代電池備受矚目的是不含電解液的全固態電池”。關於全固態電池開發的基礎知識、課題和所處階段，採訪了作田敦準教授。

大阪公立大學研究生院工學研究科準教授   作田敦

      記者：什麼是“全固態電池”？

      作田敦：全部由固體構成的電池。無論是全固態電池，還是一般用作智慧手機電池等的鋰(Li)離子電池(LIB)，相同的是放電時內部的離子移動到正極，充電時移動到負極，借此産生電流。全固體電池不管是正極、負極，還是正極和負極之間的電解質均為固體。相比之下，目前廣泛使用的鋰離子電池的正極和負極的材料均為固體，而介於兩者之間的電解質則是液體電解液。

 使用壽命長，易於快速充電

      記者：為什麼全固態電池備受關注？

      作田敦：因為這是成為普及純電動汽車（EV）關鍵的技術。與目前作為EV可充式電池使用的鋰離子電池相比，全固態電池具有壽命更長、耐高溫特性優異、安全性高、同時能提高輸出功率等優點。

      如果擁有這些優點的全固態電池能夠實用化，並作為可充式電池使用，能夠解決EV所面臨的諸多課題。正因為如此，目前幾乎所有的汽車廠商和電池製造商都在研究和開發全固態電池。

      例如，能穩定長期使用這一點與EV本身的壽命直接相關。如果可充式電池無法繼續使用，汽車就將無法行駛。即使能夠使用，如劣化導致性能下降，充滿電能行駛的續航里程也將縮短。與汽油車相比，續航里程短已成為EV普及的瓶頸，如果存在壽命短、同時可充式電池的劣化導致續航里程縮短的隱憂，那麼EV的購買意願被削弱也就不足為奇了。

      從鋰離子電池來看，在鋰離子移動時，其他離子和溶劑也會移動，因此用於電解質層的電解液會逐漸劣化。與之相對，在全固態電池上，只有鋰離子在電解質層中移動，因此不容易劣化，壽命相對較長。

      此外，全固態電池已被確認在目前的鋰離子電池難以工作的60℃以上環境中也基本不會劣化。這個特點也很重要。因為這意味著應用於EV之際，與鋰離子電池相比，更容易實現快速充電。

      鋰離子電池的耐熱性較差，在60℃以上的高溫下會劣化。如果快速充電，會産生60℃以上的高溫，劣化將加劇，因此控制了充電速度。如果充滿電需要1小時，與只需幾分鐘即可將油箱裝滿的汽油車相比，在便利性方面相形見絀。如果為了節省時間而不充滿電，行駛的距離就會縮短。假如搭載全固態電池，這種便利性的劣勢就將得到大幅改善。

 起火的危險性低，安全方面更可靠

      電解液變成固體可以提高安全性。儘管現在的鋰離子電池並不是很危險，但是偶爾會發生起火事故。這是因為電解液中使用了可燃性的有機溶劑。因在製造過程中異物混入電解質層等原因，有引發內部短路、因熱失控而起火的危險性。實際上，因鋰離子電池起火導致的EV起火的事故也有報道。