電気自動車（EV）の市場拡大に向けて、実用性の高い固体電池の開発が求められている。ジョージア工科大学の研究チームが開発した溶融浸透技術は、コストを抑えての固体電池製造を可能にするものだ。

研究チームは従来に比べて低い融点で機能する固体電解質材料を採用。この不燃性セラミック電解質は、電極に浸透して高密度に充填。熱的に安定しているため固体電池の製造プロセスを簡易化できる可能性がある。

リチウムイオン電池の生産ラインをそのまま固体電池で

従来の固体電解質の融点は700～1000℃以上。これに対して研究チームが採用したセラミック電解質は、組成に応じて200～300℃の範囲で機能するようだ。

無加圧での溶融浸透技術により、多層電極から燃料電池セパレーターまで固体電解質材料を高密度で充填が可能。従来のリチウムイオン電池と同じ製造プロセスでEV向け固体電池が製造できる。

低融点で機能するメリットとしては、バインダーや接着剤といった電極構成部品の安定性を保てること。これにより、製造プロセスがはるかに簡易に。メーカーは既存の設備を使用できるため、EV向け全固体電池の生産ラインを迅速かつ大規模に展開できる。

幅広い材料との互換性

より長い走行距離をサポートする高密度セルは、パフォーマンスの飛躍のために大容量の電極を必要とする。研究チームによる溶融浸透技術は幅広い材料と互換性があるため、将来的に開発される可能性のあるよりエネルギー密度の高いセルでも利用可能だ。

軽くて安全、エネルギー密度の高い固体電池の製造を現実的なものにする同技術は、現在特許出願中。今後研究チームは、より融点が低く導電率が高い電解質材料の開発に注力していく。

参照元：Finding Key to Low-cost, Fast Production of Solid-state Batteries for EVs/ Georgia Tech News Center