全固体電池の高エネルギー密度化の技術開発に成功

ソフトバンク株式会社（以下「ソフトバンク」）と、米国Enpower Greentech Inc.の子会社であるEnpower Japan株式会社（以下「Enpower Japan」）は、IoT（モノのインターネット）機器や携帯電話基地局などでの活用を想定した、エネルギー密度（Wh／kg）が高く、軽くて容量が大きい次世代電池の研究開発を推進しています。このたびソフトバンクとEnpower Japanは、正極‐固体電解質層の界面抵抗の低減や、固体電解質の重量比削減などの高エネルギー密度化の技術開発に成功し、リチウム金属負極を用いた全固体電池セルでの重量エネルギー密度300Wh／kg級の実証に成功しましたので、お知らせします。

広く普及しているリチウムイオン電池では、イオン伝導体として有機電解液を用いるのに対し、全固体電池は固体電解質を用います。このため全固体電池は、これまでリチウムイオン電池で課題となっていた電解液の発火や液漏れなどのリスクが低く、安全性が高いという特長があります。また、固体電解質は、電解液と比べて物質が安定した状態にあるため、寿命特性や温度特性の向上、作動電圧範囲の拡大などが期待されています。

一方で全固体電池は、界面形成と重量増加という課題があります。固体電解質の場合、液体とは異なり正極活物質‐電解質の界面の密着性が低いことや、イオン伝導に関わる界面抵抗の増加が原因となり、電池容量の減少、出力特性や寿命特性の低下が起こる傾向があるため、電極材料と固体電解質の間に良好な界面を形成する必要があります。また、電解液と比較して比重が大きい固体電解質を使った全固体電池では、電池の重量が増加し、重量エネルギー密度（Wh／kg）が現在のリチウムイオン電池より低くなる傾向がありました。

これらの課題解決のために、ソフトバンクとEnpower Japanは今回、正極‐固体電解質層の界面抵抗の低減や、正極合材中の固体電解質の重量比削減、固体電解質層の薄膜化などの技術開発に成功し、リチウム金属を用いて全固体電池セルを作製し、重量エネルギー密度を300Wh／kgまで向上させることに成功しました。この数値は、従来のリチウムイオン電池セルの最高値と同等となります。

ソフトバンクとEnpower Japanは、テクノロジーを生かした事業活動による社会課題の解決を目指し、今後も次世代電池の高容量化に向けてさまざまな研究開発を続けていきます。

重量エネルギー密度300Wh／kgの電池セル

この取り組みの詳細は、ソフトバンク株式会社 先端技術研究所のウェブサイトをご覧ください。
URL：https://www.softbank.jp/corp/technology/research/story-event/022/

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