- 采用固體材料作為電池的電解質(zhì)
- 不會發(fā)生漏液現(xiàn)象
- 膜厚僅數(shù)μ～100μm
- 電池
鋰離子充電電池及鋰聚合物充電電池的固體化趨勢不斷增強。其中，已有廠商開始銷售產(chǎn)品。固體化之后由于產(chǎn)品具備前所未有的特點，因此有望開辟新的用途。
出光興產(chǎn)的實際演示
全固體鋰離子或聚合物充電電池采用固體材料作為電池的電解質(zhì)。由于完全不使用電解液，因此不會發(fā)生漏液現(xiàn)象，大幅降低了著火及爆炸的可能性。另外大多數(shù)產(chǎn)品還具備膜厚僅數(shù)μ～100μm（不包括底板）、重量輕以及底板可彎曲的特點。但同時也存在功率密度小以及工作溫度范圍窄的課題。 
表1：全固體鋰離子或鋰聚合物充電電池的開發(fā)示例
關(guān)鍵是經(jīng)驗與訣竅
GS Caltex的電池制造裝置及制造經(jīng)驗都是愛發(fā)科（ULVAC）提供的。愛發(fā)科提供的“是普通的濺射用制造裝置，除了正負(fù)電極之外，還可制造電解質(zhì)層。而且還有望大幅擴大面積”（愛發(fā)科）。不過，這樣的電池并不是誰都能制造出來的，“高溫處理時的溫度管理等制造經(jīng)驗與訣竅是性能提高的關(guān)鍵”（愛發(fā)科）。
吉奧馬科技（GEOMATEC）和巖手大學(xué)也開發(fā)出了利用濺射實現(xiàn)正負(fù)電極以及電解質(zhì)層層疊的全固體鋰離子充電電池。但特點與GS Caltex的電池不同。比如，“無需高溫處理工序，底板可使用樹脂薄膜”（巖手大學(xué)教授馬場守）。不過，容量只有0.1mAh左右。原因是“負(fù)極未使用鋰，因此端子電壓較低”（馬場守）。
期望用于大面積器件
上述兩項開發(fā)案例利用的是半導(dǎo)體制造技術(shù)。而出光興產(chǎn)及三重縣產(chǎn)業(yè)支援中心等卻選擇不同于半導(dǎo)體的制造工藝，力爭大幅降低成本。但是，兩個技術(shù)陣營都需要在實用化方面付出更大的努力。
出光興產(chǎn)數(shù)年前就在開發(fā)用于固體電解質(zhì)的粉末狀“硫化物類鋰鹽”（出光興產(chǎn)）的全固體鋰離子充電電池。最近的進(jìn)展主要有兩點：①尺寸從名片大小加大到了A6大小，②省去了以前輸出功率時所需要的數(shù)kgf/cm2壓力。不過，目前還存在彎曲性和電解質(zhì)均一性的課題，需要進(jìn)一步改進(jìn)制造工藝（圖1）。
圖1：電解質(zhì)層制造工藝尚存課題
出光興產(chǎn)正在研究借助硫化物類粉末來形成均一電解質(zhì)層的方法（a）。三重縣產(chǎn)業(yè)支援中心等為了降低電解質(zhì)與電極片之間的表面電阻，目前正在研究在電極片上涂抹樹脂溶液后，通過交聯(lián)形成高分子的方法（b）。 三重縣產(chǎn)業(yè)支援中心使用樹脂作為電解質(zhì)。由于是“非凝膠狀的無漏液干樹脂”（該中心高級部件技術(shù)革新中心業(yè)務(wù)總負(fù)責(zé)人伊坪明），因此適于以卷對卷方式進(jìn)行量產(chǎn)。不過，在實用化方面還存在需要攻克的課題。該中心“將努力通過降低表面電阻使輸出電壓提高至目前的兩倍”（伊坪明），目前正在研究向電極片涂抹溶液狀樹脂使之交聯(lián)固化的方法。
這些電池現(xiàn)在要用于普通電氣產(chǎn)品的話容量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。因此，“目前還找不到用途，尚未出現(xiàn)應(yīng)用事例”（愛發(fā)科）。
要打破這一局面，最為看好的方法是“在層疊電池結(jié)構(gòu)來增加容量的基礎(chǔ)上，與太陽能電池等其他大面積用途的器件進(jìn)行組合使用”（三重縣產(chǎn)業(yè)支援中心，圖2）。如果按照這一方向發(fā)展的話，今后還有望改變大面積器件的使用方法。
圖2：還將朝著與大面積器件一體化的方向發(fā)展
將全固體鋰離子或聚合物充電電池與太陽能電池組合的示例。
（a）為巖手大學(xué)、愛發(fā)科及產(chǎn)綜研等試制的產(chǎn)品，目標(biāo)是與硅類太陽能電池一起進(jìn)行一條龍制造。
（b）為三重縣產(chǎn)業(yè)支援中心等的開發(fā)示例，與太陽能面板、最大功率點跟蹤（MPPT）電路，以及鋰聚合物充電電池進(jìn)行了組合。
（a）為巖手大學(xué)、愛發(fā)科及產(chǎn)綜研等試制的產(chǎn)品，目標(biāo)是與硅類太陽能電池一起進(jìn)行一條龍制造。
（b）為三重縣產(chǎn)業(yè)支援中心等的開發(fā)示例，與太陽能面板、最大功率點跟蹤（MPPT）電路，以及鋰聚合物充電電池進(jìn)行了組合。
