当前，锂离子电池（LiB）通常用作车载电池，但是这些电池正接近电动汽车（EV）的性能极限。

因此，对于使现有的液基锂离子电池固化的“全固态电池”的实际应用具有很高的期望。

简而言之，全固态电池的结构使用“固态电解质”代替构成现有电池的“隔膜”和“电解质”。

期望使用全固态电池的原因之一是它们可以减少发生火灾的风险。

现有的锂离子电池使用易燃溶剂的电解液，如果满足条件，可能会导致火灾。使用不可燃的固体电解质代替电解质会降低风险。

其次，有可能省略电池冷却系统。

液体电池的工作温度范围在-30到50摄氏度之间，并且电池的劣化加剧，特别是在超过50摄氏度的高温范围内。另一方面，即使在100度的高温范围内也可以使用固体电解质，并且在高温范围内离子电导率增加，因此性能也得到改善。

因此，可以省略液体系统所需的电池冷却系统，并且可以期望该电池系统紧凑。

◇挑战是安全和成本

当前全固态电池的开发正在进行中，现有锂离子电池中使用的正极材料“三元体系”（NCM =镍，钴，锰）和负极材料“石墨”。

实际上，仅此一项并不能提高电池电压。但是，如果使用此配置开发成功，那么我们可以进入下一个阶段。

换句话说，存在一种使用具有高电势特性的正极材料和可以将能量密度最大化的“负极金属锂”的方法，这在液体电池中是被禁止的。

如果发生这种情况，将会实现性能出众的电池。通过发展到这一点，可以使全固态电池的特性最大化。

但是，实现存在许多挑战。固体电解质的当前发展是基于东京工业大学的菅野了次教授和丰田汽车公司发现的硫化物系统。
氧化物基固体电解质已经在消费型紧凑型电池中投入实际使用，但是其离子电导率比硫化物基电池的离子电导率小一个数量级，这使其不适用于车载。

由于硫是硫化物系统中的基本元素，因此存在危险，如果水分在电池制造过程中或进入汽车碰撞时进入电池，则会产生对人体有害的硫化氢。 。

控制硫化氢生成的技术正在开发中，需要以某种方式加以克服。

考虑到材料成本和电池制造工艺成本，全固态电池的成本增加是不可避免的。

可以批量生产固体电解质的厂商并不多。但是，如果发展取得进展，生产参与者的数量将会增加，并且成本有望降低。

◇丰田开发团队的实力

日本引领着全固态电池的发展，而丰田汽车正在引领这一趋势。

该公司计划在2021年发布原型车，目标是在2020年代上半年将配备全固态电池的电动汽车投入实际使用。

笔者于10年在韩国三星SDI Co.，Ltd.担任电池开发部门任职时，与Toyota 东富士研究所的全固态电池研究与开发负责人交换了意见。

当被问及“它将在大约10年后的2020年投入实际使用吗？”时，他回答说：“我们的管理层不会等待那么长时间。”

当被问及“大约17年？”时，他说，“大约。”

从目标年份到现在已经四年了，但是全固态电池似乎并不那么困难。

据说丰田已经在研发方面投入了300多名员工。

丰田汽车于2020年4月1日成立了松下与“方形金属罐锂离子电池”的合资企业“ Prime Planet Energy＆Solutions（PPES）”，并将继续在此开发全固态电池。 。

另一方面，日产汽车有限公司计划在2028年在实际车辆中安装全固态电池。

本田也在开发全固态电池，但是由于许多问题，尚不能宣布何时将其投入实际使用。

◇2021年，各公司将进入生产系统

三井金属和出光兴产正在大力推动核心“固体电解质”的发展。

看来三井金属将准备建立一个每年数十吨的生产系统，以便可以在21年底之前将其用于电池的试生产。为了申请基础设施和医疗用途，将与Maxell合作加速开发。

该公司的固体电解质是菱镁矿型（Li-P-S-Cl型）结晶材料，正在加速车载应用的发展。

尽管它没有达到丰田公司主导的另一种固体电解质（基于Li-Si-P-S-Cl的晶体）的离子电导率，但它的目标是与汽车制造商和电池制造商合作将其投入实际应用。

出光兴产（Idemitsu Kosan）也将在其千叶县市市原工厂建立生产设施，并将于2021年开始运营。

该公司拥有高纯度的硫化锂（Li2S）制造技术，这是一种基于硫化物的固体电解质的原材料，并且已经进行了10多年的研究。

韩国和中国也瞄准了全固态电池。