- 采用固體材料作為電池的電解質
- 不會發(fā)生漏液現象
- 膜厚僅數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品。固體化之后由于產品具備前所未有的特點，因此有望開辟新的用途。
出光興產的實際演示
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。由于完全不使用電解液，因此不會發(fā)生漏液現象，大幅降低了著火及爆炸的可能性。另外大多數產品還具備膜厚僅數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
關鍵是經驗與訣竅
GS Caltex的電池制造裝置及制造經驗都是愛發(fā)科（ULVAC）提供的。愛發(fā)科提供的“是普通的濺射用制造裝置，除了正負電極之外，還可制造電解質層。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驗與訣竅是性能提高的關鍵”（愛發(fā)科）。
吉奧馬科技（GEOMATEC）和巖手大學也開發(fā)出了利用濺射實現正負電極以及電解質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”（巖手大學教授馬場守）。不過，容量只有0.1mAh左右。原因是“負極未使用鋰，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)案例利用的是半導體制造技術。而出光興產及三重縣產業(yè)支援中心等卻選擇不同于半導體的制造工藝，力爭大幅降低成本。但是，兩個技術陣營都需要在實用化方面付出更大的努力。
出光興產數年前就在開發(fā)用于固體電解質的粉末狀“硫化物類鋰鹽”（出光興產）的全固體鋰離子充電電池。最近的進展主要有兩點：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kgf/cm2壓力。不過，目前還存在彎曲性和電解質均一性的課題，需要進一步改進制造工藝（圖1）。
圖1：電解質層制造工藝尚存課題
出光興產正在研究借助硫化物類粉末來形成均一電解質層的方法（a）。三重縣產業(yè)支援中心等為了降低電解質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）。 三重縣產業(yè)支援中心使用樹脂作為電解質。由于是“非凝膠狀的無漏液干樹脂”（該中心高級部件技術革新中心業(yè)務總負責人伊坪明），因此適于以卷對卷方式進行量產。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。
這些電池現在要用于普通電氣產品的話容量還遠遠不夠。因此，“目前還找不到用途，尚未出現應用事例”（愛發(fā)科）。
要打破這一局面，最為看好的方法是“在層疊電池結構來增加容量的基礎上，與太陽能電池等其他大面積用途的器件進行組合使用”（三重縣產業(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、愛發(fā)科及產綜研等試制的產品，目標是與硅類太陽能電池一起進行一條龍制造。
（b）為三重縣產業(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行了組合。
（a）為巖手大學、愛發(fā)科及產綜研等試制的產品，目標是與硅類太陽能電池一起進行一條龍制造。
（b）為三重縣產業(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行了組合。
