全固体電池の容量劣化メカニズム マクセルが解明：電極間のSOCバランスずれが要因

マクセルは、硫化物系全固体電池の容量劣化について、そのメカニズムを解明した。今回の成果を活用し、150℃耐熱の全固体電池開発を継続するとともに、次世代モビリティやインフラ監視用IoTセンサー電源などに向けた全固体電池の開発に取り組む。

[馬本隆綱，EE Times Japan]

次世代モビリティやインフラ監視用IoTセンサー電源などの用途に注力

　マクセルは2025年6月、硫化物系全固体電池の容量劣化について、そのメカニズムを解明したと発表した。今回の成果を活用し、150℃耐熱の全固体電池開発を継続するとともに、次世代モビリティやインフラ監視用IoTセンサー電源などに向けた全固体電池の開発に取り組む。

　全固体電池は理論的に長寿命で、寿命予測がしやすいといわれている。しかし、実際に容量劣化の詳細なメカニズムは明らかにされていなかった。そこでマクセルは、全固体電池の容量劣化メカニズムを詳細に調べることにした。

　この結果、材料自体はほとんど劣化せず、容量減少の主な要因は電極間のSOC（State Of Charge）バランスずれであることが分かった。また、対称セルを用いた実験では電極固有の副反応速度を定量化し、全固体電池における副反応電流が、液系電池に比べ1桁以上低いことを実証した。つまり、電極での副反応電流が極めて低いことが、長寿命の本質的な要因であることを明らかにした。

　さらに、全固体電池では105℃でもクロストーク反応が観測されなかった。このため、副反応速度を見積もる場合には、材料固有の副反応電流のみを考慮すれば良いことが分かった。

液系リチウムイオン電池（上）と全固体電池（下）における反応様式の差［クリックで拡大］ 出所：マクセル