全固体電池のメリット
全固体電池は、リチウムイオン電池の液体電解質を固体に置き換えた次世代電池で、安全性と性能向上が主な強みです。
- 主なメリット
安全性が大幅に向上します。液体電解質がないため液漏れや発火リスクが低く、高温・低温環境でも安定動作します。
急速充電が可能で、熱に強い特性により充電時間を大幅短縮できます。 - 耐久性と容量
劣化しにくく長寿命で、充放電サイクルが長持ちします。
エネルギー密度が高く、大容量化・小型化を実現し、EVの航続距離延伸や電子機器の薄型化に寄与します。 - 用途拡大
形状自由度が高く、EV以外にスマホや家庭用蓄電池、UPSなどで活用が見込まれます。
全固体電池の原材料
全固体電池の主な原材料は、正極、負極、固体電解質の3つの構成要素で構成されます。これらは固体材料のみを使用し、リチウムイオン電池の液体電解質を置き換えたものです。
- 固体電解質の原材料
固体電解質は酸化物系、硫化物系、高分子系の3種類が主で、酸化物系ではLi7La3Zr2O12(LLZO)、Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3(LATP)、La0.34Li0.51TiO3などのセラミックス材料が用いられます。硫化物系は硫黄を含む化合物で高いイオン伝導率を持ち、高分子系はポリマー材料で柔軟性が特徴です。 - 正極・負極の原材料
正極にはリチウム遷移金属酸化物（NMC、LFPなど）や導電助剤が使用され、負極はリチウム金属、カーボン、シリコンなどが候補です。集電体はアルミニウム箔（正極）や銅箔（負極）が一般的で、高容量化に向けた高電圧材料の開発が進んでいます。 - 特徴と課題
これらの原材料により高エネルギー密度と安全性が期待されますが、硫化物系では発火リスクの管理が必要です。マクセルなどの企業はアルジロダイト型硫化物電解質を採用し量産性を高めています。
全固体電池の原材料は中国に一部依存
全固体電池の原材料は中国に一部依存していますが、現行のリチウムイオン電池ほど深刻ではありません。
- 中国依存の現状
リチウム化合物などの精錬工程で中国が世界生産の約80%を占め、全固体電池でもこれらの材料が一部必要です。正極材や負極材の供給網でも中国シェアが正極材・負極材で8割超と高く、車載電池全体のサプライチェーンで中国依存が強い状況です。 - 全固体電池特有の状況
固体電解質（硫化物系や酸化物系）は新素材が多く、中国の既存優位性が薄れつつあります。中国は全固体電池特許の約4割を申請し、政府投資も進めていますが、日本（トヨタなど）や欧州が硫化物系・酸化物系でリード。 - 今後の課題
脱中国化は難しく、原材料輸入依存が55%超ですが、次世代電池移行で中国部材メーカーの優位が変わる可能性があります。
