全固体電池、全固体電池とは何ですか?

液体電池から固体電池への移行は、電池技術の長期的な発展における主要なトレンドです。この変革を促進する主な理由は、安全性とエネルギー密度です。当社は、自動車会社が液体電池を固体電池に置き換える場合、短期的な推進要因は安全性であり、中長期的な推進要因はエネルギー密度であると考えています。安全性には主に、熱安定性とリチウム樹枝状結晶の形成という 2 つの主要な問題が含まれます。 １）熱安定性：隔膜の溶融による正負極間の短絡の問題。液体リチウム電池セパレータ材料用の PP/PE ポリマーのガラス転移温度は約 140 ～ 160 度ですが、コーティング処理後には 160 ～ 180 度に上昇させることができます。しかし、この温度を超えると、ポリマーが流動状態に変化し、正極と負極の間に直接短絡が発生します。 2) リチウムデンドライト: リチウムデンドライトがセパレーターを突き抜け、バッテリーの短絡や発火を引き起こす問題。充電および放電プロセス中に、リチウムイオンが部分的に還元され、電極シート上に堆積してリチウム樹枝状結晶が形成されます。リチウム樹枝状結晶がある程度成長するとセパレータを突き破り、電池がショートして発火する可能性があります。短期的には、自動車メーカーが半固体/固体電池を採用する際の主な考慮事項は安全性です。液体リチウム電池はショートして発火する可能性が高く、車内の乗員の安全を脅かすだけでなく、安全上の問題により車両がリコールされる可能性が高まり、自動車メーカーにさらなるコスト負担をもたらします。エネルギー密度とは、新しい負極材料（シリコン系負極、金属リチウム負極）および正極材料（ニッケルマンガン酸化物LNMO、層状リチウムリッチマンガンなど）の導入による全固体電池のエネルギー密度の向上を指します。 。現在、高ニッケル三元+シリコンカーボン負極を使用した液体電池（4680など）のエネルギー密度は約300Wh/kgですが、固体電池のエネルギー密度は、高ニッケル三元+シリコンカーボン負極を使用した後、500Wh/kg以上に増加する可能性があります。新しい素材。しかし、この新材料の電圧は比較的高く、電解質の適応限界を超えているため、電池に適用するには固体電解質と組み合わせる必要があります。