全固体電池の課題は解決したのか？

発火の危険性が低く、セルを容易に積み重ねられるため体積あたりの蓄電量を3倍にできるとされることから、「次世代電池の大本命」全固体電池。

大きく3つの技術的な課題があり、なかなか解決できないために停滞していると言われてきた。

一番の課題は、充放電により電極が膨張収縮すると固体電解質との界面が離れ、性能が低下する問題。それが解決されるなら大きな飛躍が期待できると思います。

トヨタ、27年にも全固体電池EV投入　充電10分1200キロ

（日経新聞　2023/06/13　朝刊記事）

トヨタ自動車は2027年にも次世代電池の本命とされる「全固体電池」を搭載した電気自動車（EV）を投入する。10分以下の充電で約1200キロメートルを走行でき、航続距離は現在のEVの2.4倍に伸びる。弱点だった電池の寿命を伸ばし、今後は量産化に向けた技術開発を急ぐ。実用化すれば、EV市場の勢力図を塗り替える可能性がある。

トヨタがこのほど静岡県の研究拠点で開いた技術説明会で方針を明らかにした。全固体電池の耐久性の課題を克服したとし、具体的な実用化の時期として27〜28年をあげ、EVへの搭載を目指すとした。CTO（最高技術責任者）を務める中嶋裕樹副社長は「いい材料が見つかった。世の中に後れを取らず、必ず実用化する」と述べた。

一般に全固体電池はEVで主流の液体リチウムイオン電池に対し、電解質が固体になり、充電時間が短く航続距離を伸ばせるのが特徴だ。固体の電解質と固体の電極を密着させ、離れないようにする必要がある。充放電によって電極が膨張と縮小を繰り返すと電解質と電極が離れてしまい使えなくなる。これまでは一般的に充放電が数十回〜数百回しかできず、実用化に必要な数千回以上が達成できていなかった。

トヨタは全固体電池の研究開発で先行し、1000以上の関連特許を持っている。20年夏には世界で初めて全固体電池を搭載した車両でナンバーを取得し、試験走行した。20年代前半のハイブリッド車（HV）での搭載を目指していた。トヨタは開発をさらに進め、将来は同じ10分以下の充電時間で航続距離を約1500キロまで伸ばすことも視野に入れている。

EVの性能は電池に大きく左右される。現状は充電の長さや1度の充電で走れる距離でガソリン車やHVに見劣りする。トヨタの現行のEV「bZ4X」向けリチウムイオン電池の充電時間は約30分で、航続距離は約600キロだ。日産自動車の「アリア」は約45分の充電で380キロ、テスラの「モデルY」は約15分で最大260キロだ。

全固体電池の普及にあたっては今後、量産工法の開発がカギとなる。製造コストを下げる技術開発が欠かせない。科学技術振興機構の試算では、全固体電池（硫化物系）の製造コストは1キロワット時当たり6万〜35万円で、既存のリチウムイオン電池（同1万4000円）に比べて4〜25倍高い。

電池技術に詳しい産業技術総合研究所の小林弘典総括研究主幹は、自動車メーカーが実用化にこぎつけた初期段階では「高級車など一部の車種に限定した形で搭載する可能性が高い」との考えを示す。

全固体電池はリチウムイオン電池の「次」として注目され、各社が研究開発を進めている。調査会社の富士経済（東京・中央）は、全固体電池の市場規模は40年には3兆8605億円にまで拡大するとみる。

日産自動車は、28年度までに自社開発の全固体電池を搭載したEVを市場投入する計画を掲げる。24年度までに横浜工場（横浜市）に試作品の生産ラインを設け、材料や設計、製造プロセスについて検証する。独BMWは25年までに全固体電池を積んだ実証車両を公開し、30年までに量産する計画だ。

電動車シフトは世界的に鮮明になっており、トヨタは全固体電池の実用化でEVの加速に弾みをつける。EV拡充を打ち出しており、22年の世界販売は約2万台にとどまるが、「26年までに年間150万台、30年までには350万台」を掲げる。

トヨタは全固体電池とは別に既存の液化リチウムイオン電池の性能も高めていく。26年にも次世代品を投入する計画で、20分間の充電で現行のEV「bZ4X」の2倍に当たる約1000キロを走行できるようにする。27〜28年に全固体電池搭載のEVを投入できれば、30年までには様々な電池を搭載した車種を幅広く取りそろえられることになる。