Taigaのささやき

電池にはアルカリ電池の様な使い切りの電池（１次電池）とリチウムイオン電池の様な充電して繰り返し使える電池（２次電池）がある。

現在最も幅広く使われている２次電池はリチウムイオン電池で１９８０年代に日本人によって開発され１９９０年年代に製品化された。

リチウムイオン電池は現代生活の中で欠かせないスマホやノートパソコンからハイブリッド自動車、ジェット機用などの電源としてその重要性がますます高まっている。

電池の構成は正極、電解質、セパレーター、負極で構成されているが、リチウムイオン電池は電解質に有機溶媒を使用しているため、液漏れしたり、過熱すると発火する危険性がある。
これまでにスマホでは何度も発火の事故があり、ボーイング７８７の事故や、最近でも韓国メーカーのスマホが発火した。

液漏れは電解質を半固体（ゲル化）することにより防げるが発火は防げない。


この問題を根本的に解消するために個体の電解質を使う「全固体電池」の実用化に向けた研究が行われている。

固体なので構造が単純になり小型軽量化が期待出来る。また1ユニットを多層積み重ねて電圧を高めることも出来る。

ただ、液体電解質に比べ固体電解質はイオンが流れにくいのが難点ではあったが、東工大と自動車メーカーとの共同研究で通常のリチウムイオン電池のイオンの2倍の流れやすさの新素材セラミクス電解質が開発された。


一方繰り返し使用（充電）により陰極表面にリチウムが不規則に析出し電極表面が劣化し、蓄電容量が低下していたが、素材をポリイミドに変えリチウムイオンの通る穴を細かくし均一にした新規セパレーターの開発で性能劣化を抑える方法が開発された。


ところで、
改良され現在広範に使われているリチウム電池にも欠点があり、新たな研究・開発がすすめられている。

1つはリチウムがレアメタルで産出国がチリ他に限られていること。これに対しては自然界に豊富にあるナトリウムを使うナトリウムイオン電池の開発が進められている。

2つ目は電気容量が小さいということ。
これについては、NEDOを中心として正極にシリコン（又は錫）、陰極に硫黄（S）を使うシリコンー硫黄電池が
当面の第一候補として研究が進められている。

尚、今後の2次電池の今後の長期開発計画（ロードマップ）がNEDOによって策定されている。
東洋経済のサイトに分かり易い図があるのでご参照。

NEDOのロードマップ原文（2013年の改定）はここをご参照）

その他科学技術振興機構（JST)の次世代蓄電池のページもご参照。

＜ご参考＞
尚電池一般については一般社団法人電池工業会のホームページが電気教科書様であり、歴史から各電池の各論、使用法等まで網羅されている。

歴史のページでは、私は初めて知ったのだが、1885年に長岡市出身の屋井先蔵（やいさきぞう）という日本人が世界初の 乾電池を発明し、生産していたのですね。

追記
ポストリチウムイオン電池として２価金属イオン電池があるが、中でも最も期待されているのが
マグネシウムイオン２次電池。これについては、ここからご参照。