高校生の知らないLiイオン電池の世界| 信州大学是津信行教授

信州大学工学部物質化学科是津信行教授

高校生の知らないLiイオン電池の世界

信州大学
工学部物質化学科

是津信行教授

30分のミニ講義を聴講しよう！電動化社会を先導する次世代電池をめざして

環境問題や社会問題の解決に向けて、生活の電動化が進んでいます。この電動生活を支える中核技術の一つとして、より進化した電池が求められています。講義ライブでは次世代電池の一つである「全固体電池」について、工学の物質化学分野の視点から講義します。

先生からのメッセージ

私はリチウムイオン二次電池の研究をしています。特に、正極、負極、電解質、すべてを固体化する全固体電池の開発に取り組んでいて、これをスマートフォンや、未来の電気自動車などに搭載することをめざしています。私が作っている電池を実際に身の回りのさまざまな機器に搭載するには、ミクロな分子工学の世界からマクロな感性工学などの広い分野にわたる知識が必要です。
信州大学工学部では、物質化学の研究のほかにも建築や水環境・土木、電子情報システム、機械システムなど、多種多様な学問を幅広く勉強することができます。

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夢ナビ講義も読んでみよう革新的なバッテリー誕生？　全固体電池の可能性とは

今までのバッテリーの課題が解消される？身近にあるスマートフォンやデジタルカメラなど、さまざまな電子機器に搭載されている充電式のバッテリーの多くは、リチウムイオン二次電池と呼ばれるものです。これらのバッテリーは、今後、劇的に変わる可能性があると考えられています。具体的には、同じサイズでも大幅に長持ちするようになったり、驚くほど短時間で充電できるようになったり、寒い場所でも性能が低下しなくなったりという可能性です。どうしてそんな性能アップが可能になるのでしょうか？すべてを固体化することのメリット現在、注目されている新しいスタイルのリチウムイオン二次電池は、リチウムイオンが移動する電解質を従来の液体ではなく、固体（結晶）に置き換えた「全固体電池」と呼ばれるものです。正極、負極、電解質のすべてを固体化することで、容量を維持したまま、バッテリー自体の大幅な小型化が実現できます。充電も、理論的には従来の約1000倍の速度での急速充電が可能になります。可燃性溶液を電解液に使う必要がないので、低温での性能劣化や発火の危険性もなくなります。全固体電池の開発では、これまでは固体と固体の間の界面を作るのが難しいとされてきましたが、最近の急速な技術革新により、そうした製造面での課題が解消されるのも時間の問題となりつつあります。新しいスタイルの社会（電動化社会）が到来する全固体電池の活用が特に期待されている分野は、現在も各社が開発にしのぎを削っている電気自動車です。現在の電気自動車が抱えている安全面や走行可能時間、充電時間などのデメリットは、全固体電池の搭載によって一気に解消されるものと考えられています。
ほかにも、私たちの生活の中のさまざまな場面に全固体電池が導入されることで、今までにない新しい形のインフラとネットワークで結ばれた社会が到来する可能性もあります。全固体電池は、私たちの暮らしそのものを変えていく発明になるかもしれません。