【全固体電池とは】小型化/航続距離3倍/フル充電数分/出力向上/使用電気量1/3がリチウムイオン電池との違い

トヨタは「現行のリチウムイオン電池は電気自動車に適さない」という考えを持っているらしいです。

そのため、「全固体電池を実用化させて電気自動車に導入しよう!」という動きがあるようです。

トヨタは全固体電池を武器に、電気自動車の支配的な位置を狙っているかもしれません。

それを示すかのようにトヨタはプリウスPHVベースの全固体電池搭載・電気自動車プリウスEVを2022年目標で開発中と言われています。

全固体電池4

Labo
さらに先日ついに、スバル共同開発の電気自動車SUV「TOYOTA bZ4X」が発表されたよ!このEVに全固体電池が使用されるかは不明なんだけど、いよいよトヨタの電気自動車が動き始めたって感じだネ!

全固体電池、最大メリット

全固体電池

全固体電池は”液漏れ”に関する不安がないようで、小型化が可能になります。

円や角以外の自由な形状で作ることができる点が大きなメリットです。

そのため

  • 現行リチウムイオン電池より搭載スペースを工夫可能
  • より複数の電池を搭載し、航続距離を延ばせる

という特徴を持ち、リチウムイオン電池よりも自由度の高いバッテリーとなります。

全固体電池は充電速度が非常に速いことも大きなメリット

現行の電気自動車は、高性能なものでも「80%急速充電」に「30分」要します。

これに対して、全固体電池は「フル充電」が「数分」で可能なんです。

運用性能が格段に上がるため、長距離ドライブにおける電気自動車の弱点がなくなることを目指しています。

全固体電池は”出力向上”にも期待

出力向上が期待できるので、スポーツカーに搭載する際、大きなメリットを感じるでしょう。

ノーマルタイプの電気自動車だと、このメリットの影響はそれほどないということになります。

しかし、全固体電池は「エネルギー密度が高まる」特徴を持つため、

  • 電池搭載数を減らせる
  • 航続距離を延ばせる

という利点を活かし、これから登場するトヨタEV全車種のパフォーマンスを向上させます。

全固体電池への疑問点

全固体電池は”高温”・”低温”に弱い?

リチウムイオン電池に比べ、広い動作温度域が期待できます。

高温・低温どちらの環境でも、より安定した電池動作が可能と確認されているようです。

とくに低温時は化学反応が起こりにくい環境下となり、作動域が落ちます。

しかし、全固体電池は”凍結”が起こらないと言われ、作動時の性能維持・サイクル特性に優れたバッテリーとなります。

全固体電池は電気自動車メインの用途?

プラグインハイブリッド・ハイブリッド・燃料電池車どのジャンルにも恩恵がある派生可能な電池です。

Labo
カタチあるもの、いい面もあれば悪い面も存在するんだよね!次は全固体電池の弱点について解説していくよ。

全固体電池のデメリット

全固体電池のデメリットは、新テクノロジーに共通する問題点として製造の難しさが挙げられます。

2020年代に実用化を目指しているものの、あらゆる車種に同時展開する普及力がないかもしれません。

だから、まずは一部の上級車種にのみ搭載されるでしょう。

  • 初代プリウス(ハイブリッド車)の普及速度
  • プリウス・プリウスαのリチウムイオン電池の普及速度

をイメージするとわかりやすいかもしれませんね。

全固体電池は”コスト面”で当初問題になります。

5年以上、一般普及まで時間がかかると予想されます。

さらに、「スペック面では突出したメリットがない」ことを指摘する声もあり、今後の研究に期待がかかります。

Labo
ところで素朴な疑問なんだけど、全固体電池はリチウムイオン電池となにが違うのかな~?

全固体電池とリチウムイオン電池の違い

全固体電池は、リチウムイオン電池をベースに研究が進められており、特性としてはリチウムイオン電池の延長線上にあるものです。

「すごい高性能で画期的な電池なんだろうな!」と思った期待したので、ちょっと残念ですね(笑)

リチウムイオン電池のメモリー効果はないので、継ぎ足しの充電が可能というメリットは引き継がれます。

高温化における”発熱膨張”の問題は解決?

「全固体電池化によって抑えられる」というのが研究側の結論となっています。

現時点で、リチウムイオン電池の膨張によるトラブルは世界的にみて問題になっていません。

電気自動車・リチウムイオン電池搭載ハイブリッド車においてです。

ノートパソコンやスマートフォンでは問題点が目立って表に出ますよね。

このようなトラブルが、全固体電池にも表れるのではないか?と心配になります。

このポイントに関しては、電気自動車が普及していく過程で追々解決していくでしょう。

全固体電池を搭載が予想される国内車種

全固体電池は、自動車メーカーではトヨタがメインに開発を行っています。

2020年代初頭の実現を目指しています。

まずは専用デザインの電気自動車を発売するでしょう。

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まずはSUVやセダンに搭載が予想されます。

価格帯は

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で、プリウスPHV以上、MIRAI以下の価格と考えるとイメージしやすいでしょう。

先進的でも「ちょっと高すぎるな~」と感じるので、300万円以下の低価格帯モデルにも期待したいところです。

ヤリスやアクアをベースにしたハッチバック車を出してほしいですね。

また、レクサスもオリジナルモデルの電気自動車を、同時進行で発売していくと予想されます。

トヨタと提携関係にないメーカーは全固体電池に直接関わってない

EVやその派生で先行してイメージの強い日産やホンダは、全固体電池の研究に直接関わっていないようです。

ただ、メインで全固体電池の研究をしているのは「電池メーカー」です。

普及の目途が立てば、他のメーカーも、トヨタに遅れながら利用していくと予想されます。

日産リーフ・ホンダeに全固体電池が搭載される可能性も出てくるでしょう。

トヨタ全固体電池はスバル・ダイハツ・マツダ・スズキへ提供か?

一方で、協業関係にあるスバル・ダイハツ・マツダ・スズキには、技術提供の可能性が高いです。

例えばマツダのEVモデルに利用されれば

  • マツダMX-30の性能が劇的に変化
  • MX-30と別の電気自動車が性能向上

といった可能性も出てくるでしょう。


全固体電池の展開は、マツダMX-30の今後の動きに注目すると見えてくるものがあるかもしれません。

Labo
もし、ダイハツ・スズキがこの電池を軽自動車に搭載したら「EVが日本で普及しない理由」にも大きな変革を起こすだろうね!

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