1991年に商品化されて以来、リチウムイオン電池は世界的に成功を収めています。 しかし、これは安全性、性能、フォームファクタ、コストの面で本質的な制限を隠すことはできません。

ほとんどの現在のリチウムイオン技術は、有機溶媒中にLipf6、Libf4またはLiclo4などのリチウム塩を有する液体電解質を採用している。 しかし、負極での電解質の脱組成の結果として引き起こされる固体電解質界面は、有効コンダクタンスを制限する。 さらに、液体電解質は、陰極と陽極を分離するために高価な膜、ならびに漏れを避けるために不浸透性のケーシングを必要とする。 したがって、これらの電池のサイズと設計の自由度は制約されます。 さらに、液体電解質は可燃性および腐食性の液体を使用するため、安全性および健康上の問題があります。 SamsungのFiregateは、可燃性の液体電解質を使用すると、大企業でもリスクが発生することを特に強調しています。

現在のハイエンドのリチウムイオン電池は、電気自動車のための約500キロの最大駆動範囲で、セルレベルで700Wh/L以上のエネルギー密度に達するこ 改良されている高ニッケル陰極材料はさらにエネルギー密度を押し上げるかもしれないが、活物質の特性はしきい値を引くかもしれない。

固体電池はゲームチェンジャーになることができます

固体電解質は、リチウム金属や高電圧陰極材料などのより優れた性能の材料の統合を可 しかし、初期世代の固体電池は、同様のタイプの活性電極材料を含み、液体電解質は固体電解質に置き換えられることが観察されている。 この場合、固体電池は、エネルギー密度の点で液体ベースのリチウムイオン電池に比べて明らかな利点を持たない。

しかし、固体電池はまだこの場合には値を提供します。 電極および電解物が両方固体であるので、固体電解物はまた分離器としてし、ある特定の部品（例えば分離器および包装）の除去による容積および重量 それらは電池のパックの細胞のより密集した整理を可能にする。 例えば、バイポーラ配置は、セルレベルでより高い電圧および容量を可能にする。 簡略化された接続は、より多くのセルのためのバッテリーパック内の余分なスペースを提供します。

さらに、可燃性液体電解質の除去は、温度の変化や使用中に発生した物理的な損傷に対してより耐性があるため、より安全で長期的な電池のための手段となる可能性があります。 固体電池はより長い寿命を約束する低下の前により多くの充満/排出周期を扱うことができます。 よりよい安全は電池モジュール/パックのより少ない安全監視の電子工学を意味する。

したがって、固体電池のあっても初期の世代は、従来のリチウムイオン電池よりも類似した、またはさらに少ないエネルギー密度を有していてもよ

固体電解質が提供できるより大きな電気化学的窓を使用すると、高電圧陰極材料を使用することができる。

固体電解質が提供できるより大き さらに、高エネルギー密度のリチウム金属の陽極は更に1,000Wh/L.を越えるエネルギー密度を押すことができます。

競合する技術は、意思決定を困難にする

様々な固体電池会社への投資は、固体電池の巨大な可能性を反映しています。 しかし、固体電池は単一の技術に基づいているわけではありません。 代わりに、業界で利用可能な複数の技術アプローチがあります。 固体電解質は、有機型、無機型、複合型の三つのカテゴリに大別することができます。 無機のカテゴリーでは、リシコン様、アルギロダイト、ガーネット、ナシコン様、ペロブスカイト、リポン、リヒドリド、リハライドの8種類が一般的なタイプと考えられている。 リシコン様およびアルギロダイトは硫化物系に属し、ガーネット、ナシコン様、ペロブスカイトおよびリポンは酸化物系に基づいている。

ポリマー、酸化物、硫化物システムの間の競争はこれまでのところ不明であり、電池会社が複数のアプローチを試みているのを見るのが一般的です。 ポリマーシステムは加工が容易であり、商業化に最も近いが、比較的高い動作温度、低い抗酸化電位、およびより悪い安定性は課題を示している。 硫化電解質に高いイオンの伝導性、低い処理の温度、広い電気化学の安定性の窓、等の利点があります。 多くの機能は、究極の選択肢として多くの人に考慮されて、それらを魅力的にします。 しかし、製造の難しさとプロセスで生成することができる有毒な副産物は、商品化を比較的遅くします。 酸化物系は安定で安全であるが、より高い界面抵抗および高い処理温度は一般にいくつかの困難を示す。

このレポートでは、詳細な技術が導入され、分析され、ベンチマークされています。 固体電池の技術、プレーヤー、市場、機会、挑戦および多くのよりよい理解を持つためには、IDTechExのレポート”固体およびポリマー電池2020-2030:技術、パテント、予測、プレーヤー”を参照www.IDTechEx.com/SSB またはIDTechExから利用できるエネルギー貯蔵の研究の完全な有価証券のために訪問しなさいwww.IDTechEx.com/Research/ES.

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