新一代蓄電池：全固體電池

    鋰電世界  日經中文網報道，在日本，圍繞安全性優于目前主流鋰離子電池的新一代電池——“全固體電池”的研發正不斷涌現成果。日本東北大學與豐田汽車(124.54, -1.55, -1.23%)將全固體電池的充電時間縮短到了傳統電池的10分之1。東北大學的其他研發團隊則開發出輕量的全固體電池，并降低了工作溫度。另外，韓國三星[微博]電子也正在開發提高全固體電池使用壽命的技術。在日本國內外，面向實用化的開發競爭正日趨激烈。

　作為鋰電池主要材料的電解液中含有容易著火的有機溶劑。而全固體電池使用固體電解質而非液體電解液。由于鋰離子在不易燃燒的固體電解質中移動(57.75, -0.65, -1.11%)，因此將大幅提高安全性。雖然理論上相比使用電解液的電池，全固體電池的蓄電量更多、輸出功率也更大，但此前研發的全固體電池卻在性能上一直難以超過傳統電池，投入實用存在困難。

　在研究中，日本東北大學的一杉太郎副教授等人關注到了電解質和電極界面的問題。通過使用真空裝置，并調整電池的制作方法，使電解質和電極完美貼合。由于界面緊密貼合，鋰離子易于在電池中移動。解決了固體電解質和電極受縫隙和雜質影響無法緊密貼合的課題。

　在使用試制的全固體電池進行的實驗中，充電時間從使用電解液的傳統電池所需的30分鐘以上縮短至3分鐘。如果將全固體電池用于純電動汽車(EV)的電池，將實現快速充電。今后將與豐田和電池廠商共同推進開發。

　同為東北大學的折茂慎一教授和宇根本篤講師等人使用鋰和氫的化合物作為電解質，將全固體電池的重量減輕了一半以上。此前研發的使用硫化物和氧化物作為電解質的全固體電池要比使用電解液的電池更重。

　使用鋰和氫的化合物后，存在只有在高溫環境下才能工作的問題，但通過對電解質的成分等進行改進，由原來的120攝氏度降低到了90攝氏度。今后的目標是使該電池在室溫下實現正常工作。計劃與三菱瓦斯化學合作，力爭5年后作為純電動車等配備的電池達到實用水平。

　三星電子提高了使用硫化物的全固體電池的耐久性。反復充放電500次后仍可維持約80%的容量，已接近實用水平。此前存在反復充放電后容量急速減少的課題。但通過對正極的結構進行精心改進，并在正極內均勻分散容易通電的物質，解決了這一課題。這一成果已在上個月于京都市舉辦的電池研討會上發布。

　目前作為主流的鋰離子電池單位體積的輸出功率較高，蓄電量也大。主要用于便攜終端及純電動車等。不過發熱可能導致破損，有觀點指出存在安全隱患。