三元リチウム電池のエネルギー密度は限界に近づいています。全固体電池が責任を担うのはいつになるのでしょうか?

現在、純粋な電気自動車の開発は、バッテリーのエネルギー密度が低いために制約を受けています。バッテリーのエネルギー密度に大きな進歩がなければ、純粋な電気自動車の航続距離を大幅に向上させることはできません。純粋な電気自動車の開発は政策支援にのみ依存しており、市場の勢いが欠けている。

最近、中国科学院寧波材料工学研究所は、同研究所が主導するナノパイオニアプロジェクト「全固体電池」プロジェクトが承認されたと発表した。この技術の進歩により、中国における全固体リチウム電池の大規模な応用が促進されるだろう。

業界関係者は、三元系リチウム電池の現在の単セルエネルギー密度は限界に達しており、大きな進歩を遂げることは難しいと述べた。三元系リチウム電池のエネルギー密度をさらに向上させるには、電池中のニッケルの割合をさらに高める必要があります。しかし、バッテリー内のニッケルの割合が増えると、高ニッケルの熱安定性の悪さによりバッテリー内部の熱反応が非常に激しくなり、安全性の問題が懸念されます。

三元力電池技術ルートに頼ると、動力電池のエネルギー密度350Wh/kgという目標を達成するのは非常に困難です。そのため、業界では、バッテリーのエネルギー密度をさらに向上させるために固体バッテリーに頼ることを期待しています。

固体電池は、固体電極と固体電解質を使用する電池です。固体電解質は不燃性、非腐食性、不揮発性、漏れ防止性を備えています。高温でも性能が優れ、より安全です。全固体電池は電気自動車が火災を起こす可能性を大幅に減らすでしょう。

全固体リチウム電池に注目する国内外の企業や研究機関が増えています。フォルクスワーゲンは航続距離1,000kmの全固体電池を開発する計画を発表した。トヨタ自動車は2022年に全固体電池の研究開発を完了し、2030年に量産化を目指す計画だ。

電解質材料は、全固体リチウム電池技術の中核です。現在、固体電解質の研究は、主にポリマー、酸化物、硫化物の 3 つの主要なタイプの材料に焦点を当てています。ポリマーは高温性能に優れており、すでに商業的な応用例があります。酸化物はサイクル性能が良好で、薄膜の柔軟な構造に適しています。硫化物は最も高い電気伝導性を持ち、将来の主な方向性です。

しかし、固体電池は依然としていくつかの技術的な課題に直面しています。固体電解質は抵抗が高く、導電性、バッテリー速度、バッテリー準備効率、コスト管理の面で技術的な課題があります。トヨタは今年5月、2020年以降に全固体電池を生産したいとの意向を示したが、全固体電池の量産化には2030年以降まで待たなければならない。

今日頭条の青雲計画と百家曼の百+計画の受賞者、2019年百度デジタル著者オブザイヤー、百家曼テクノロジー分野最人気著者、2019年捜狗テクノロジー文化著者、2021年百家曼季刊影響力のあるクリエイターとして、2013年捜狐最優秀業界メディア人、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト北京3位、2015年光芒体験賞、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト決勝3位、2018年百度ダイナミック年間有力セレブなど、多数の賞を受賞しています。