東京工業大學的安井伸太郎助教等開發了一種只需塗覆電解質並在大氣中枝燥即可製成的全固態電池。目前的全固態電池由於電解質不耐水等終極因數，必須使用特殊設備在真空中製造，而此次開發的新型產品更容易降低製造成本。研發人員認爲可以低成本化所以希望推進實際應用。
本次開發的電解質
全固態電池將目前的鋰離子電池的電解質由液態改爲固態。由於不使用易燃的有機溶劑作爲電解質，因此安全更高。此外，固態電解質的離子電導率數值高於液態電解質，具有提高電池容量的優點。
然而，全固態電池的電極容易膨脹和收縮。與電解質接觸的部分容易破裂，導致離子電導率降低而縮短使用壽命。
此外，作爲車載全固態電池的電解質被寄予厚望的硫化物很容易因水分而分解。由於在大氣中不穩定，因此必須在真空中使用。據日本科學技術振興機構估算，製造全固態電池所需的設備成本是目前的鋰離子電池的10〜20倍。因此有必要降低製造成本。
爲此，研究團隊探索了不使用特殊裝置，僅透過塗覆和乾燥即可製造的固態電解質。固態電解質爲主要由鋰、硼和氧組成的化合物。使用特殊方法將這種化合物粉碎，在周圍包裹不揮發、不易燃的鋰鹽和水分，形成稱爲漿料的液體。
將正極和固態電解質依次塗覆在集流體上，並將負極和固態電解質塗覆在另一個集流體上，之後在大氣中自然乾燥。電解質進入正負極材料附近，使得電極與電解質緊密接觸。重疊後用彈性薄膜密封，並在室溫下施加約30兆帕（兆帕爲一百萬帕）的壓力，之後測量了電池的性能。
代表電池性能的離子電導率爲5.9μS/cm（毫西門子/釐米）。在全固態電池電解質中達到了比較高的數值。可以承受約300次充放電循環，安井助教表示，「我們的目標是達到1000次」。
但是這種全固態電池很有可能在140℃左右損壞，溫度特性還不是很高。目前，工作電壓約爲2.4V，能否在更高的電壓下使用也是一大課題。
全固態電池正在逐步實施，目前已有汽車製造商將目標設定在2020年代後半期投入實際應用。透過此次固態電解質電極和製造方法的改進，性能有望進一步提高。安井助教表示：「我們的目標是大約用10年時間將其投入實際應用」。
日文：福井健人、《日經產業新聞》、2023/8/28
中文：JST客觀日本編輯部
