全固体電池（ぜんこたいでんち）
最終更新：2026/4/11
電解質に液体ではなく固体物質を用いた二次電池。高いエネルギー密度と優れた安全性を両立する次世代電池として、EV等への搭載が期待されている。
別名・同義語 全固体リチウム二次電池オールソリッドステートバッテリー
ポイント
液漏れや発火のリスクが極めて低い次世代の蓄電デバイスです。高密度なエネルギー供給を可能にし、電気自動車の航続距離延長や急速充電の実現に向けた核心技術として注目されています。
概要
全固体電池とは、リチウムイオン電池の電解質を液体から固体へと置き換えた蓄電デバイスである。従来の電池では、正極と負極の間をリチウムイオンが液体電解質を介して移動することで充放電が行われるが、この液体は可燃性であり、破損時の発火リスクや液漏れが課題となっていた。全固体電池はこれらを固体電解質に置き換えることで、物理的な安定性を飛躍的に高めている。
また、固体電解質は高温下でも安定して動作するため、冷却装置を簡略化できるという利点がある。さらに、リチウム金属を負極に用いることが比較的容易であり、従来の電池と比較してより小型で大容量な設計が可能となる。この特性は、次世代のクリーンエネルギー社会を支える技術として、世界中の自動車メーカーやエレクトロニクス企業が開発を加速させている。
主な特徴・機能
- 安全性: 電解質が不燃性の固体であるため、短絡や過充電による発火事故のリスクが著しく低い。
- エネルギー密度: 小型軽量で大容量を実現できるため、限られたスペースへの搭載効率が高い。
- 高速充放電: イオン伝導性の高い材料開発により、短時間でのフル充電が可能となる。
- 広い動作温度域: 液体のような凝固や蒸発がないため、極低温から高温まで安定した性能を維持できる。
歴史・背景
全固体電池の基礎研究は20世紀後半から行われてきたが、長らく固体界面の抵抗値が高いことが実用化の壁となっていた。2010年代以降、硫化物系や酸化物系などの固体電解質材料の開発が進み、イオン伝導率が液体系に匹敵するレベルまで向上したことで実用化への機運が高まった。近年では、日本の自動車メーカーや化学企業が先導的な特許を多数保有しており、国策として実用化に向けた研究開発支援が行われている。
社会的影響・応用事例
- 電気自動車（EV）: 航続距離を大幅に伸ばし、充電時間を短縮することで、ガソリン車からの移行を加速させる技術として期待されている。
- ウェアラブル機器: 安全性と薄型化が可能であるため、スマートウォッチや医療用埋め込み機器への電源としての応用が進んでいる。
- 宇宙・航空産業: 極限環境下でも性能が劣化しにくいため、人工衛星やドローンの電源としての活用が見込まれている。
関連概念
- 固体電解質: 全固体電池の中核となる部材。硫化物系、酸化物系、ポリマー系など複数の材料候補が存在する。
- リチウムイオン電池: 現在主流の二次電池。液系電解質を用いており、全固体電池の直接的な置き換え対象となる。
- 界面抵抗: 固体電解質と電極の接触面で生じる電気的な抵抗。性能向上のための技術的課題となっている。