モバイル技術の威力は指数関数的に増大していますが、バッテリー技術はそれに追いついていません。従来のリチウムイオンやリチウムポリマーの設計で実現できる物理的な限界に達しつつあるのです。その解決策が、いわゆる固体電池なのかもしれない。

固体電池とは何ですか？

従来の電池設計では、2つの固体金属電極と電解質として液体のリチウム塩を持つリチウムイオン電池が主流であったが、このリチウムイオン電池では、2つの固体金属電極と電解質として液体のリチウム塩を持つ。電池は充電するとイオン粒子が一方の電極（正極）から他方の電極（負極）へ移動し、放電するとその逆の動きをする。この動きを可能にする媒体が、液体のリチウム塩電解質である。電池が腐食したり、穴が開いたりするのを見たことがある人は、にじみ出る（時には爆発する）「電池の酸」が電解液であることをご存知でしょう。

固体電池は、正極と負極、およびその間の電解質が、金属や合金などの合成物質の固まりである。ソリッドステートという言葉から、SSDのデータドライブを連想するのは偶然ではないでしょう。一般的なハードディスクドライブがマイクロモーターで回転するディスクにデータを保存するのに対して、ソリッドステートストレージドライブは動かないフラッシュメモリーを使用している。

固体電池のコンセプトは何十年も前からありましたが、エレクトロニクス企業、自動車関連**ベンダー、一般産業サプライヤーからの投資により、固体電池の開発は始まったばかりです。

固体電池のメリットは何ですか？

固体電池は、液封式電池と比較して、電池寿命の向上、充電時間の短縮、安全性の向上など、いくつかの明確な利点がある。

固体電池は、液体の電解質の中に電極を浮かせるのではなく、負極、正極、電解質の3層に圧縮して使用する。つまり、大型の液式電池と同じエネルギー量を維持しながら、小型化、あるいは少なくとも平板化することができるのです。そのため、**やノートパソコン**のリチウムイオン電池やリチウムポリマー電池を同じサイズの固体電池に交換すると、充電に時間がかかるようになります。あるいは、同じ電荷を持つデバイスを小さくしたり、薄くしたりすることも可能です。

また、固体電池は、有毒な可燃性液体が漏れないので安全性が高く、従来の二次電池のように熱を出すこともない。現在の電子機器、あるいは電気自動車を駆動する電池に適用すると、より速く充電でき、正極から負極へのイオンの移動も速くなる可能性がある。

最近の研究によると、固体電池は従来の二次電池に比べて500％以上の高容量で、充電時間も10分の1程度で済むという。

半面は何ですか？

固体電池は新しい技術であるため、**非常に高価**なのです。2012年、フロリダ大学ソフトウェア解析・先端材料加工学部のアナリストは、典型的な**サイズの固体電池**は約15,000ドルかかると推定しています。十分な大きさの電気自動車は、10万ドルもする。

規模の経済がまだ働いていないこともあり、現在、二次電池は年間数億個生産されており、材料や設備**のコストは膨大な供給ラインに分散しています。固体電池を研究している企業や大学はほんの一握りで、1つ1つの電池を作るには天文学的なコストがかかる。

もうひとつの問題は、素材です。従来の二次電池に使用されている各種金属、合金、金属塩の特性はよく知られているが、金属製の負極と正極の間にある固体電解質の最適な化学組成や原子組成はまだわかっていない。現在の研究では絞り込みが進んでいますが、材料の収集や合成、**プロセスへの投資などを行う前に、より信頼性の高いデータを収集する必要があります。

固体電池はいつから使えるようになるのですか？

他の新興テクノロジーと同様、いつ手に入れられるかを考えるのは、せいぜい推測に過ぎません。

多くの大企業が固体電池を民生市場に投入するために必要な研究に投資していることは心強いことだが、近い将来に大きなブレークスルーがない以上、大きな飛躍があるかどうかはわからない。少なくともある自動車会社は、2023年までに自動車を実用化する準備ができていると言っているが、その自動車の価格がいくらになるのか、推測の域を出ていない。5年というのは楽観的に過ぎ、10年の方が可能性が高いように思います。材料の特定や**プロセスの開発には20年以上かかるかもしれません。

しかし、冒頭で述べたように、従来の電池技術は荒波にもまれ始めている。研究開発の潜在的な売上げ**に勝るものはありません。近い将来、固体電池で動くガジェットを使ったり、自動車を運転したりすることは、少なくとも少しは可能性があるのです。

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