全固体電池企業トップ10

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全固体電池とは何ですか?

全固体電池は電池技術の一種です。全固体電池は、現在一般的に使用されているリチウムイオン電池やリチウムイオンポリマー電池とは異なり、固体電極や固体電解質を使用した電池です。

科学界ではリチウムイオン電池が限界に達していると考えられており、近年、全固体電池がリチウムイオン電池の後継電池として注目されています。全固体リチウム電池技術は、従来のリチウム電池の電解質に代わる導電性材料としてリチウムとナトリウムからなるガラス化合物を使用し、リチウム電池のエネルギー密度を大幅に高めます。

固体イオン工学における固体電池とは、固体電極と固体電解質を使用した電池です。全固体電池は一般に、出力密度が低く、エネルギー密度が高くなります。全固体電池は出力重量比が比較的高いため、電気自動車にとって理想的な電池です。
2030 年には、リチウムイオン電池は電気自動車用バッテリーの主流ではなくなりますが、一部の電子部品には依然として使用されるでしょう。 SNE Researchの計算によると、我が国の固体電池市場は2025年に30億元、2030年には200億元に達すると予想されています。

従来の液体リチウム電池は、科学者によって鮮やかに「ロッキングチェア電池」とも呼ばれています。ロッキングチェアの両端がバッテリーのプラス極とマイナス極で、中央に電解質（液体）があります。リチウムイオンはロッキングチェアの両端を行ったり来たりする優れたアスリートのようなものです。リチウムイオンが正極から負極に移動し、その後正極に戻る間に、バッテリーの充電および放電プロセスが完了します。
全固体電池の原理は同じですが、電解質が固体であり、その密度と構造により、より多くの荷電イオンが一端に集まり、より多くの電流が流れるため、電池容量が増加します。したがって、同じ電力であれば、全固体電池のサイズは小さくなります。それだけでなく、全固体電池には電解質が存在しないため、保存が容易になります。自動車などの大型機器に使用する場合、追加の冷却チューブや電子制御装置などを追加する必要がないため、コストを削減できるだけでなく、重量も効果的に削減できます。

全固体電池の利点

メリット1
ライト- 高いエネルギー密度。全固体電解質化後は、リチウムイオン電池の適用材料系も変わります。重要な点は、リチウムを埋め込んだ黒鉛負極を使用する必要がなく、負極として金属リチウムを直接使用することで、負極材料の応力を大幅に軽減できることです。用量を増やすと、バッテリー全体のエネルギー密度が大幅に向上します。

メリット2
薄い- 小さいサイズ。従来のリチウムイオン電池ではセパレータと電解質が必要で、これらを合わせると電池の体積のほぼ 40%、質量の 25% を占めます。固体電解質（主に有機および無機セラミック材料系）に置き換えると、正極と負極の間の距離（従来はセパレータ電解質で充填されていたが、現在は固体電解質で充填）をわずか数秒まで短縮することができます。
10ミクロンを超えると電池の厚さを大幅に薄くすることができるため、電池を小型化・薄型化するには全固体電池技術しかありません。

メリット3
柔軟性の見通し。脆いセラミック材料であっても、厚さが 1 ミリメートル未満になると、材料が柔軟になるため、曲げることができるようになります。これに伴い、全固体電池も薄型化を進めた後の柔軟性が大幅に向上する。適切な梱包材 (硬いシェルではない) を使用することで、バッテリーは性能を確保しながら数百から数千回の曲げに耐えることができます。減衰なし。

メリット4
より安全な。従来のリチウム電池では次の危険が発生する可能性があります。
(1) 高電流下で作業すると、リチウム樹枝状結晶が発生する場合があり、これがダイヤフラムに突き刺さり、短絡損傷を引き起こす可能性があります。

(2) 電解質は有機液体であり、高温になると副反応、酸化分解、生成が起こります。ガスが発生し、燃焼傾向が悪化します。全固体電池技術を使えば、上記2つの問題を直接解決できます。

全固体電池企業トップ10

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カトル：長年にわたり全固体電池に深く関わり、硫化物固体電解質技術路線を採用する世界有数のパワーバッテリー企業。