トヨタが本気で取り組む「全固体電池」とは何か

ポスト・リチウムイオン電池の開発は過熱

国内の電池各社にとって、海外企業との開発競争は熾烈になるだろう。韓国のサムスングループの基礎研究を担うサムスン総合技術院(SAIT)では、革新電池研究を担う人材は100人以上の規模でいるとみられる。これまでも電池研究の分野で、科学雑誌『ネイチャー』や『サイエンス』には論文を多々発表してきた。

筆者がサムスンSDIに移籍した2004年には、すでにSAIT内に革新電池研究を手がけるメンバーが30人近く在籍していた。SAITの使命は基礎研究成果を、モバイル用から車載用、定置用電池事業を担うサムスンSDIにアウトプットすることで、実用化に道筋をつけることにある。

民間だけでなく、国内研究機関も次世代産業のバックアップとして革新電池の研究開発を推進している。文部科学省管轄の「JST戦略的創造研究推進事業、先端的低炭素化技術開発(ALCA)」の中の「特別重点技術領域次世代革新電池」、さらにその中の全固体電池チームが中心となって研究開発を進めている。筆者も2017年までこのプロジェクトの次世代革新電池の戦略検討メンバーとして関わってきた。

さて、これから開発においてどこに重点を置くべきか。戦略的考え方の1つとして、革新電池の原理発掘から革新素材に至る極めて価値の高い領域に注力することが必要だろう。

安全性以外の付加価値が重要

全固体電解質の魅力は安全性が高まるところにある。ただ、全固体電池にすれば安全性が確実に担保されるということではなく、条件が揃えば火災事故につながる可能性があることも付記しておきたい。しかし、安全性の向上だけでは魅力に乏しい。なぜなら、車載用で適用されている日韓の大半のLIBでも安全性は担保されているからだ。

全固体電池が最も魅力を発揮するところは、電解液を有すLIBでは適用できなかった電極材、例えば負極用にリチウム金属、正極には高電圧系素材等を適用することで、エネルギー密度を大幅に向上させることにある。それによってEVの航続距離が大きく拡大すれば、本当のEVシフトが実現することになろう。

全固体電池の実現が意味するところは、電池部材のサプライチェーンを大きく変えることになる。正極系と負極系はともかくとしても、三菱ケミカルや宇部興産が事業展開している電解液、そこに電解質を供給する森田化学工業やステラケミファ、さらには旭化成や東レ、住友化学、宇部興産が優良事業として推進しているセパレーターが不要になる。

とは言え、足元でのLIB需要は高まる一方である。それが証拠に、セパレーター各社は日本や韓国で大々的な投資拡大を図ってきた。すなわち、長期的視点では全固体電池の実現がビジネスリスクとして向き合うことになっている反面、ビジネスチャンスとしての現状の需要拡大は、大きな原動力となっているのも事実だ。

ともかく、電池立国を標榜する日本において、世界に先駆けた革新電池の実現は悲願といえよう。先行技術で強い知財を確保し、事業で世界をリードできるかが、そのカギとなる。

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