全固体電池の発電のメカニズム
新世代の電池として、「全固体電池（ぜんこたいでんち）」が話題になっています。
電池というのは、電流を発生させるために液体の電解質を使用します。
この液体を固体にしたのが全固体電池です。
従来の電池では、電解質には液体が使用されています。
例えばボルタ電池の場合、電解質には液体である硫酸が使用されており、活物質（亜鉛、水素）自身が電子の授受を行っています。
リチウム電池に関しては、発火や爆発の危険性がある有機溶媒が使われています。
ですから、このような電池では厳重な安全対策が必要となってきます。
しかも、電解質が液体の場合、温度が下がって個体の状態になると電気を流さなくなってしまいます。
全固体電池のメリットとデメリット
これまでの電池に対して、全固体電池では構造や形状が自由になるので、薄型など、柔軟な電池を実現することができます。
また、固体なので環境変化に強く、丈夫で寿命が長いというメリットもあります。
従来の電池では、硫酸などの危険な物質が液漏れすると致命的な事故につながる可能性がありましたが、全固体電池ではそういった心配がないため、薄くしたり、折り曲げたり、あるいは何層も重ねて多重構造を作ったりすることが可能です。
全固体電池のメリットは、電気自動車を推進する自動車業界からも注目されています。
現在の電気自動車には正極にリチウム酸化物、負極には炭素材料などが使用されており、電解質には液体が使用されています。
この液体を固体にした全固体電池では、電池パックを小型化する、あるいは現在の電池パックと同じ大きさで航続距離を長くすることが可能になるので、性能が著しく向上することが期待されます。
もう一つ、全固体電池の安全性についても忘れてはいけません。
リチウムイオン電池を使用しているパソコンやスマホに関しては、急に燃え上がると言ったアクシデントが発生するケースが報告されています。
電池内部に異物が混入したり、現地の温度管理が適切でなかったりするとピンチ内部でショートが起こり、電解液に着火してしまう危険がありました。
この点、全固体電池であればショートの危険性はありませんので、安心して使用することができます。
ただし、全個体電池にもデメリットが全然ないわけではありません。
リチウムイオン電池などと比較すると電極と電解質の界面抵抗が大きいため、電極間のリチウムイオンの移動抵抗が高くなってしまい、電池の出力を上げにくいのがデメリットの一つです。
今後の課題
さまざまなメリットのある全固体電池ですが、電気自動車などに使用した場合、寿命の短さがネックとなっています。
ですから今後の課題としては、全固体電池の良さを活かしながら、耐久性能に優れた製品を作り出していくことが大切になるでしょう。