【正文】 少其與電解質之間的界面電阻。圖依大阪府立大學提供的數據制成。其特點是，通過厚厚涂布聚合物固態(tài)電解質，可以無需使用隔離膜。 圖7 三重大學的試制生產線三重大學設置了一條采用聚合物固態(tài)電解質固態(tài)電池的試制生產線（a）。 　　各層的形成工序按如下步驟進行。帶正電極層的樹脂片材為30μm左右，兩張片材粘合后僅為100μm左右。日前武田就全固體鋰聚合物充電電池的開發(fā)目的等接受了記者的采訪。這樣，鋰離子便能在各層間輕松移動，從而可在低于室溫時驅動。此次的試制單元以正極、固體電解質和負極為一組，進行了4層重疊，4=。 　　豐田汽車正在積極開發(fā)新一代電池——全固體電池及鋰空氣電池。 　　102S/cm，實現了與現有主流有機電解液同等的離子傳導率（圖1）。（圖根據東京工業(yè)大學資料制作）　　尋找和此次新材料具有相同結構的材料，就有望合成離子傳導率更高的材料。此技術使在電極活性物質周圍自行形成固體電解質相，與以往僅將粉末混合制成的電極電解質復合體相比，形成了更優(yōu)良的固體界面。（記者：富樫 悠太）150層重疊的全固體電池，絲網印刷后一次性燒制而成全固體電池的截面照片　　“與同樣大小的陶瓷電容器相比，蓄電容量可以提高到1000倍以上。試制用的生產裝置采用了A4大小的薄片，一次生產了2500個電池單元。負極材料除了現有的碳類之外，還有合金類等有望實現大容量化的若干候選材料，絕大多數不含鋰。Li2MnO3的錳（Mn）是四價，本身為惰性，因此我們加入了鎳和鈷等三價添加元素作為活化元素。正極活性材料使用與固體電解質一樣具有聚陰離子架構的LVP（Li3V2（PO4）3），負極活性材料則使用銳鈦（Anatase）型二氧化鈦（TiO2）。此外，“HVSpinel”材料。因此，2009年我們發(fā)布了在Li2MnO3‐LiFeO2中混雜少許鎳的2種材料體系。目前，日本產業(yè)技術綜合研究所泛在能源研究部門正在著手研發(fā)使鐵和鈦固溶于Li2MnO3的新固溶體類正極材料。具體來說，在片狀的固體電解質上，用絲網印刷形成膏狀電極。通過上述措施，大幅提高了全固體電池整體的工作電流密度。全固體鋰離子充電電池由于無需使用有起火及漏液危險性的有機電解液，因此，安全性得以提高。具體而言，Li10GeP2S12為3維骨架結構物質，在其骨架結構內部，由于鋰呈鏈條結構存在，所以實現了較高的鋰傳導性。是由東京工業(yè)大學、豐田汽車和高能加速器研究機構的研究團隊開發(fā)的。試制品為10cm10cm左右的積層型電池單元。豐田汽車首次披露4層重疊的全固體電池單元圖A1：豐田汽車試制的全固體電池豐田汽車在“豐田環(huán)境技術記者發(fā)布會”上披露了全固體電池試制品。現在，疊層使用的是普通產品，如果使用專用品，片材會變得更薄。（記者：大久保 聰）印刷形成超薄可彎曲全固體鋰聚合物充電電池（下）：關鍵在于界面控制　三重縣產業(yè)支援中心等設想將目前正在開發(fā)的全固體鋰聚合物充電電池與太陽能電池、電子紙及柔性底板等大面積元件相結合。通過照射數十秒的電子射線，使負極膜內部發(fā)生交聯。 　　試制線大體分為兩部分，一部分是三重大學新一代電池開發(fā)中心內的設施，另一部分是三重縣產業(yè)支援中心先進材料創(chuàng)新中心內的設施。 　　電力中央研究所定于在兩、三年后向民間企業(yè)提供其固態(tài)電池技術授權，希望能于2015年看到量產的試制品。使用聚合物類電解質的固態(tài)電池，可以使用與現有鋰離子充電電池相同的電極材料，不僅容易制造，而且無需隔離膜與電解液注入工序等，容易實現低價格。由此可知，經機械研磨的復合正極材料，其電極活性物質與固態(tài)電解質之間的接觸面積增大，從而硫化鎳電極活性物質的利用率得以提高。是對現有鋰離子充電電池采用的正極和負極材料使用硫化物固態(tài)電解質，從而獲得了出色的電池特性（圖4）。 　　然而，還有需要解決的問題。因硫的理論容量高達1672mAh/g，即硫化鋰電池的理論能量密度可為約2600Wh/kg。使固態(tài)電池具有可增加能量密度特征的理由之一是固體電解質電位窗（potential window*）的寬廣度。進一步，還可將數層電極層積，并在單元內串聯，制作12V或24V的大電壓單元等，使此前不可能的電池得以實現。（記者：狩集 浩志）新一代電池走向全固態(tài)——電動車與定置式大尺寸電池的需求推動開發(fā)（上）以固態(tài)電解質取代傳統(tǒng)液體有機電解液的固態(tài)電池正吸引越來越多的關注。由于不使用液體，因而簡化外殼；還可通過卷對卷方式制造大面積的電池單元。 　　最近，學會等對固體電池的研究報告有所增加，還設立有有關固體電池的分科討論會，固體電池獲得了“公民權”，對該領域的研究人員來說這是非常高興的事。（記者：狩集 浩志）“全固體電池很可能會成為終極電池”　全固體電池由于電解質使用固體電解質而非液體的電解液，因此不僅能夠提高安全性，而且還可通過在電池單元內進行串聯層疊來實現高電壓化，作為新一代電池備受關注。作為開發(fā)革新性電池的基礎研究部門，豐田于2008年6月新設了“電池研究部”，正在積極推進鋰空氣電池、全固體電池及鋰離子電池新材料等新一代電池的研究。 　　在全固體電池方面，由于其電解質不采用液體電解液，而是采用固體電解質，因此，作為具備可提高安全性及耐久性、以及可通過在電池單元內進行串聯以提高電壓等前所未有的特性的電池，受到了極大關注。由于在玻璃離子傳導研究中對鋰離子傳導性玻璃產生了興趣，因此想向世人推出該玻璃類固體電解質。雖然其原理還有待科學驗證，但估計是因為硫化物是比較軟的物質。該研究所稱，希望通過在全固體電池中蓄電，將300～400L的儲水箱的體積減小到必要的最小限度，使其可設置在公寓等集體住宅中。 　　“只用固體材料即可實現電池功能的認識終于被人們普遍接受”日本東京工業(yè)大學研究生院綜合理工學研究科物質電子化學專業(yè)教授菅野了次感慨道。出光興產（Idemitsu Kosan）在展示會上以2012年實用化為目標，展示了約A6大小的固態(tài)電池，日本中央電力研究所（Central Research Institute of Electric Power Industry，CRIEPI）則在開發(fā)以住宅儲能為目的的固態(tài)電池。與負極相應的高容量正極材料雖同樣重要，但尚未發(fā)現有望支持更高電流容量的正極材料。（未完待續(xù) 記者：狩集 浩志）新一代電池走向全固態(tài)——電動車與定置式大尺寸電池的需求推動開發(fā)（中）離子導電性高的無機電解質 　　固態(tài)電池用固態(tài)電解質的開發(fā)可大致分為兩類，即離子電導率高、使用壽命長的無機電解質與生產效率高的高分子電解質（圖2）。即使如此，因在制造上氧化物要比硫化物更容易處理，性能與硫化物相當的氧化物類電解質的開發(fā)還是受到了關注。由此。新一代電池走向全固態(tài)——電動車與定置式大尺寸電池的需求推動開發(fā)（下）　辰巳砂實驗室還在進行直接將硫用作正極材料的研究。 圖6 適合大量生產的聚合物固態(tài)電解質CRIEPI正在開發(fā)一種采用聚合物固態(tài)電解質的固態(tài)電池。聚合物和橋接劑（bridging agent）被用來涂布正極和負極的電極薄板（b）。首先在樹脂片材上涂布負極材料并干燥后照射電子射線，接著在涂布電解質層材料并干燥后照射電子射線。 在片材上形成負極層及固體電解質層后可進行A8～B5尺寸的試制 　　在新一代電池開發(fā)中心進行電極層及電解質層成膜后的樹脂片材，接下來被運至三重縣產業(yè)支援中心先進材料創(chuàng)新中心，組裝成片狀全固體鋰聚合物充電電池。（采訪人：大久保 聰） ――請介紹一下實現全固體鋰聚合物充電電池的關鍵點。固體電解質方面，我們在聚環(huán)氧乙烷（Polyethylene Oxide）類高分子材料中混入了交聯材料，在電子射線照射下，通過交聯材料使電極層內的高分子連接在一起，因此，即使在低溫條件下，分子間距離也不易縮短。在展示中，因為是充電剛剛完成的狀態(tài)，（）的較高數值。特別是當全固體電池在理想狀態(tài)時，鋰的擴散速度要比在電解液中快，理論上認為能夠實現高輸出功率。而且低溫下顯示了優(yōu)于有機電解液的離子傳導率。 　　研究團隊在材料探索的同時，也加強了實用化方面的努力。通過上述措施，大幅提高了全固體電池整體的工作電流密度。會有哪些用途呢？我們想問問大家”（NAMICS代表董事社長小田島壽信）。據稱，目前成品率在9成以上。另一方面，直接使用鋰金屬還比較困難。不過，研究表明，錳的一部分被還原后，會起到活化元素的作用。 　　充放電試驗結果顯示，初次充電（，25℃）時LVP單位重量的容量可達到102mAh/g，放電時容量可達到75mAh/g。 　　據介紹，雖然巴斯夫的固溶體類正極材料“HENCM”目前正在開發(fā)之中，但是到2011年第一季度，1C放電時的比容量將從2010年第一季度的150mAh/g提高到225mAh/g。 　　不過，如果單獨使用鐵，與使用鎳和鈷的固溶體類正極材料體系相比，放電電壓偏低。（記者：狩集 浩志） 讓我們期待可與各種負極相組合的固溶體類正極材料　　固溶體類正極材料（Li2MnO3‐LiMO2（M：鎳、鈷、錳等金屬）除了具有超過280mAh/g的極高的比容量之外，還是備受矚目的新一代鋰離子電池正極材料。（圖：本站根據NAMICS的資料制作）　　生產采用了與陶瓷電容器相同的一次性燒制的方法。此次，通過在電極活性物質周圍自行形成固體電解質相，與以往僅通過混合粉末制成的電極電解質復合體相比，形成了更優(yōu)良的固體界面。該技術具體內容為導電率提高到與液體電解質同等水平的無機固體電解質和可實現高速電荷移動的電極－固體電解質界面的構筑方法。 　　分析結果發(fā)現，Li10GeP2S12具有不同于此前固體電解質的結構（圖2）。表示鋰擴散速度的離子傳導率極高，常溫（27℃）102S/cm。（點擊放大）豐田汽車在2010年11月18日舉行的“豐田環(huán)境技術記者發(fā)布會”上公開了全固體電池的試制品（圖1，參閱本站報道）。與之相比，聚合物的優(yōu)點是具有柔性。不算疊層，厚度僅為100μm。 試制電池的評測裝置　　參與此次片狀全固體鋰聚合物充電電池開發(fā)的有三重縣產業(yè)支援中心，三重大學新一代電池開發(fā)中心、三重縣工業(yè)研究所、鈴鹿工業(yè)高等專業(yè)學校、金