トヨタ、全固体電池EVを27年にも投入 充電10分で1200キロ - 日本経済新聞
【この記事のポイント】・投入する全固体電池を搭載したEVは航続距離が2.4倍・実用化は、EV市場のゲームチェンジャーとなりうる・全固体電池の市場規模は3兆8600億円、開発競争は激化トヨタ自動車は2027年にも次世代電池の本命とされる「全固体電池」を搭載した電気自動車（EV）を投入する。10分以下の充電で約1200キロメートルを走行でき、航続距離は現在のEVの2.4倍に伸びる。弱点だった電池の寿
【この記事のポイント】・投入する全固体電池を搭載したEVは航続距離が2.4倍・実用化は、EV市場のゲームチェンジャーとなりうる・全固体電池の市場規模は3兆8600億円、開発競争は激化トヨタ自動車は2027年にも次世代電池の本命とされる「全固体電池」を搭載した電気自動車（EV）を投入する。10分以下の充電で約1200キロメートルを走行でき、航続距離は現在のEVの2.4倍に伸びる。弱点だった電池の寿
トヨタ自動車は、今の電池に代わる「全固体電池」について、早ければ2027年にEV＝電気自動車での実用化を目指す方針を明らかにしました。一方、水素を燃料にした車も強化し、複合的な戦略で脱炭素の取り組みを進める方針です。 トヨタ自動車が明らかにした今後の脱炭素の戦略によりますと、EVでは、今の電池に代わる「全固体電池」について、ハイブリッド車から搭載するとした従来の計画を変更し、早ければ2027年にEVでの実用化を目指します。 一方、2026年に投入予定の次世代の車種については、工場内で組み立て途中の車が自走することで生産ラインの投資を抑えるほか、車体の空気抵抗の改善などを行って、開発と生産のコストを今の半分に引き下げるとしています。 こうした競争力を高めた車種を2030年の世界販売目標の350万台のうち170万台で投入する計画です。 一方、水素を燃料にした燃料電池車についても、トラックなど商
温暖化ガスの排出が少なく耐久性の高い「半固体電池」の量産が世界で相次いでいる。京セラや日本ガイシは日本で生産を始めた。海外では大型工場の建設が進む。脱炭素を担う電池にも環境負荷の低減が急務だ。半固体は安全性も備えた電池として、電気自動車（EV）や再生可能エネルギーの蓄電用に普及を狙う。ノルウェー北部の街で17億ドル（約2300億円）を投じた巨大工場の建設が進む。ルクセンブルクのフレイル・バッテ
トヨタ、クルマの未来を変える新技術を公開 | コーポレート | グローバルニュースルーム | トヨタ自動車株式会社 公式企業サイト
2023年06月13日 トヨタ、クルマの未来を変える新技術を公開－バッテリーEVの革新技術、水素事業の確立を柱に、技術の力で未来を切り拓く－ トヨタ自動車株式会社（以下、トヨタ）は、この度、「クルマの未来を変えていこう」をテーマにした技術説明会「Toyota Technical Workshop」を開催し、モビリティカンパニーへの変革を支える様々な新技術を公表しました。 これまでに発信してきたビジョンや方針の具現化に向け、開発中のコンセプトも含めた具体的かつ多様な技術を公開するとともに、副社長・Chief Technology Officerの中嶋 裕樹が、トヨタの技術戦略と今後のクルマづくりの方向性について説明をしました。さらにBEVファクトリーのプレジデントに就任した加藤 武郎、7月より立ち上がる水素ファクトリーのプレジデントに就任予定の山形 光正より、それぞれの目指すバッテリーEVお
横浜国立大学の小沼樹大学院生と藪内直明教授らは、原子レベルで体積変化しない全固体電池の正極材料を開発した。リチウムイオンが電極物質に脱挿入されても結晶格子の体積が変わらないため劣化を抑えられる。硫化物系電解質と全固体電池を構成し耐久性を検証すると、４００回の充放電では劣化は見られなかった。全固体電池の耐久性問題の解消につながる。 岩塩型の結晶構造を持つリチウム過剰バナジウム系材料を開発した。放電時にリチウムイオンが挿入されるとバナジウムは３価、充電時にリチウムイオンが抜けるとバナジウムは５価のイオンになる。リチウムイオンが抜けた分をバナジウムイオンが移動して膨らみ、結晶全体としての体積を一定に保つ。 電池は電極の体積が変化して電解質と電極の間に隙間ができ性能が劣化する。体積変化がなければ劣化を防げる。実際にリチウム合金を負極に硫化物系電解質と全固体電池を組むと容量は１グラム当たり３００ミリ
日本電気硝子は開催中の展示会「第14回 国際二次電池展」（東京ビッグサイト、2023年3月15日～17日）に「オール結晶化ガラス全固体ナトリウムイオン二次電池」を出展した（図1）。エネルギー密度は「LFP（リン酸鉄リチウム系リチウムイオン2次電池）並み」で、利用可能温度領域がセ氏－40～200度と広く、出力密度もドローンを飛ばせるほどに高いという。
前回、電気自動車（BEV）で主流となっている液系リチウムイオン電池（LIB）の課題と自動車メーカーの戦略を整理し、2030年代にBEVが主流にならないと見通した。一方で限界を打破するために「ポスト液系LIB」の研究開発が盛んだ。今回は「革新電池」の可能性について解説し、BEVが電動車の主役に立つ可能性を論じる。 革新電池とは何か。明確な定義はないが、液系LIBの性能（質量エネルギー密度など）や安全性、耐久性を大幅に向上できる2次電池といえる。 全固体電池、3種類が競う 有力候補としてまず挙げられるのが、正極、電解質、負極の全てを固体で構成する全固体電池である。電解液をなくせるため、セルごとのケースが要らない。一つひとつの電池を直接積層（バイポーラ化）できるため、体積および質量エネルギー密度を高くできる。前回、トヨタと豊田自動織機が苦労して開発した液系ニッケル水素（Ni-MH）電池のバイポー
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全固体電池、日産は硫黄系検討 トヨタはポリマー系転換も
電気自動車（EV）向け全固体電池の早期量産は難しいとの見方が強まるものの、同電池は実現しない「夢の電池」ではない。自動車メーカー各社は量産時期として2028年前後を見据え始めた。これまでの見立てから遅れるし、当初は少量生産だから、本格的な量産は30年以降だろう。それでも「ゆっくりとしたゲームチェンジ」を起こせる可能性は十分ある。 日産自動車による全固体電池を搭載した電気自動車（EV）のイメージ。既存の液系リチウムイオン電池搭載車に比べて床下を薄くし、乗降性を上げて室内空間を広げられる（出所：日産自動車）
1956年生まれ。東京工業大学科学技術創成研究院全固体電池研究センター長・特命教授。同大名誉教授。神戸大学理学部助教授を経て2001年に東京工業大学大学院・総合理工学研究科教授。11年にトヨタ自動車との共同研究で有望材料である「超イオン伝導体」を発見した。2021年から現職。専門は固体化学、電気化学。 全固体電池の研究開発は今どのような段階でしょうか。 菅野了次特命教授（以下、菅野氏）：固体の電解質の素材を探す中でいくつか有望な材料が出てきて、基礎研究の段階では電池としての特性も良いと検証されています。そこから、産業界で電池に仕上げるプロセスの開発に入ったところです。基礎研究では、今ある材料からもう少し特性が良いものを求める研究を続けています。より高い電圧に耐えられるかどうか、（電極と電解質が接する）界面がきれいに密着し安定して動作させるためにどうしたらよいかなどを研究しています。 自動車
研究成果は英科学誌ネイチャー・エナジーに掲載された。蓄電池は電気を通す電解質を正と負の電極で挟んで作る。全固体電池はリチウムイオン電池の電解質を従来の液体から燃えにくいセラミックなどの固体に置き換えることで、発火リスクを抑えて安全性を高め、小型化もできる。 電気自動車（EV）などに使う蓄電池として有望だとされ、研究開発が進んでいる。ただ、使っているうちに電極と電解質が分離してしまったり、正極と負極が電気的につながる短絡を起こしたりして、故障する課題がある。故障原因には未解明な点も多い。研究チームは小さな電池を作って、急速充電中の電解質を電子顕微鏡でリアルタイムに観測する実験を60回以上繰り返した。 その結果、電解質に生じた幅20ナノ（ナノは10億分の1）メートル未満のごく小さな亀裂や割れ目が急速充電によって広がっていく様子を確認した。充電中に生じる機械的な力が影響しているという。正極と負極
全固体リチウム（Li）イオン電池の容量密度を倍増させ、しかも固体電解質と電極の界面における抵抗（界面抵抗）を大きく引き下げられる――。容量密度と出力密度は背反の関係にあると一般的には考えられているが、そんな常識を打ち破る新アプローチを発見したのが東京工業大学、東北大学、産業技術総合研究所、日本工業大学のグループである＊1。 ＊1 東京工業大学物質理工学院応用化学系教授の一杉太郎氏、東北大学助教の河底秀幸氏、産業技術総合研究所主任研究員の白澤徹郎氏、日本工業大学教授の白木將氏ら。
経産省、蓄電池産業の戦略見直し 全固体より液系リチウム優先へ
［東京 ２８日 ロイター］ - 経済産業省は２８日、全固体電池の技術開発に集中投資するとした蓄電池産業の戦略を見直し、液体電解質を用いた従来の「液系リチウムイオン蓄電池」の生産基盤強化を優先する方針を官民の協議会で示した。経産省は液系の優位性が当面続くとみているが、すでに日本は中国や韓国勢に抜かれており、政府支援が必要と判断した。 経産省は３段階の戦略を想定。第１段階で液系の生産基盤を強化するための大規模投資を支援し、第２段階で海外展開を後押しする。第３段階で、技術的に課題の残る全固体電池など次世代電池の技術にも投資し、市場獲得を目指す。人材の育成や国内需要を拡大するための環境整備、再利用、再生エネルギー供給と電力コストの抑制といった環境整備も進める。
――全固体電池の研究開発は今どのような段階でしょうか。 「固体の電解質の素材を探す中でいくつか有望な材料が出てきて、基礎研究の段階では電池としての特性も良いと検証されています。そこから、産業界で電池に仕上げるプロセスの開発に入ったところです。基礎研究では、今ある材料からもう少し特性が良いものを求める研究を続けています。より高い電圧に耐えられるかどうか、（電極と電解質が接する）界面がきれいに密着し安定して動作させるためにどうしたらよいかなどを研究しています」 「自動車メーカーや国が進める新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）のプロジェクトと連携して課題解決を進めています。実際に電池として仕上げる際に色々な課題が生じると、研究室にフィードバックが来ます。それに対して材料の組み合わせやつくり方などを提案しているところです」 ――全固体電池のメリットについて改めて教えてください。 「まず、
伝導率が世界最高のリチウムイオン伝導体が示す全固体電池設計の新しい方向性 次世代電池材料を用いた厚膜型全固体リチウム金属電池を実現
要点 伝導率が世界最高の固体電解質の超リチウムイオン伝導体を開発。 開発した材料を用いて電極面積あたりの容量が現行の1.8倍の厚膜正極を作製し、優れた電池特性を実証。 開発した厚膜正極と次世代電池材料として注目されているリチウム金属負極を利用して、大容量・大電流特性を示す全固体電池を実現。 概要 東京工業大学 科学技術創成研究院 全固体電池研究センターの堀智特任准教授、菅野了次特命教授、高エネルギー加速器研究機構 物質構造科学研究所の齊藤高志特別准教授、東京大学 生産技術研究所の溝口照康教授らの研究グループは、伝導率が世界最高の固体電解質の超リチウム（Li）イオン伝導体[用語1]を開発した。従来、全固体電池の固体電解質の伝導率が低いと正極の厚みを増して、容量を増やすことが困難であったが、新しい電解質を応用することにより1 mm膜厚の正極を開発し、全固体電池[用語2]の特性を飛躍的に向上させ
物質・材料研究機構の長谷川源ポスドク研究員と桑田直明主幹研究員らは、全固体電池のリチウムイオン移動は電解質の粒界が抵抗になっていることを突き止めた。マイナス１００度Ｃ以下に冷やしてリチウムイオンの動きを極めて遅くしたところ、粒界でリチウムイオンの濃度差ができる様子を観察できた。拡散係数は粒界で１万分の１以下になる。全固体電池開発に知見を提供していく。 ２次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）を低温観察に応用した。リチウムイオンがほとんど移動しない温度でリチウムイオンの分布を測定する。 リチウム同位体を酸化物電解質の端から導入して拡散する様子を観察した。 すると粒界に沿ってイオン濃度が変わっていた。電解質粒子内部ではイオンは高速で動くものの、粒界が抵抗になる。粒内と粒界では拡散係数が５ケタ変化すると見積もられた。 電池のシミュレーションがより正確になる。イオン拡散を妨げない粒界を設計できれば全固体電
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