全固体電池は「EV（電気自動車）のため」だけの技術なのか？―次世代電池の可能性を探る

はじめに

「全固体電池」と聞くと、多くの人はこう思う。

次世代EVの電池でしょ？

確かにそれは間違いではない。私もそう思っていました。ニュースや記事を見ていると、そういう感覚に陥ってしまう。だが、それは半分しか正しくないことがわかってきた。

全固体電池の本質は、
「エネルギー密度が高い電池」ではなく、

いままで電池が使えなかった場所に、電池を持ち込める技術

にあるということ。

従来のリチウムイオン電池は、液体電解質という液体を使うため、

・発火リスク
・液漏れ
・温度制約
・経年劣化

という構造的な問題を抱えている。

全固体電池は、電解質を固体にすることで、

・可燃性を下げ
・構造を安定化させ
・温度耐性を広げ
・長寿命化できる
・重量に影響されない

などの可能性を持つ。

これは単なるEV部品の進化だけに影響する話ではない。
社会インフラを作り替える部品技術なのではないか？

なぜ「自動車以外」か？

EV（電気自動車）は、全固体電池の用途として最も注目されている。
しかし同時に、最もハードルが高い用途でもある。

理由は単純だ。

・大容量（kWh級）
・安価でなければならない
・長寿命でなければならない
・振動や衝突にも耐える必要がある

つまりEVは、

技術・コスト・信頼性を同時に満たさなければならない最難関市場

である。

一方で、他分野をみてみえると

・容量は小さくてよい
・軽さより安全性
・価格より信頼性
・多少高くても成立

つまり、

EVより先に「価値」が成立する分野が数多く存在する

という可能性が見えてくる。
どのような分野に可能性があるのか、見てみたいと思う。

1. 医療分野：体内に入る電池

医療機器、とくに体内埋め込み型デバイスでは、
電池の価値基準はEVとはまったく異なる。

重要なのは、

・発火しないこと
・液漏れしないこと
・長期間交換不要であること
・化学的に安定していること

ペースメーカーや体内センサーでは、
「電池交換＝手術」を意味する。

つまり、

高容量よりも
10年動く安全な電池の方が価値が高い

ここで全固体電池の特性が効いてくる。

・固体電解質 → 液漏れしない
・発火リスク低減
・微小セル化しやすい
・自己放電が少ない

この分野では、

医療ニーズに最適化された全固体電池

という独立市場が成立しうる。

2. IoT・ウェアラブル：電池が「素材」になる

IoTやウェアラブル機器の世界では、
電池は「交換する部品」から、「構造の一部」へと変わりつつある。

将来像としては、

・服に埋め込まれたセンサー
・橋や壁に貼られた環境モニタ
・10年間交換不要のIoT端末

ここで問題になるのが、

・発火
・水分耐性
・形状自由度
・長期安定性

全固体電池は、

・薄膜化
・フレキシブル化
・密封構造

と相性がよく、

「電池を包む」から
「電池が素材になる」

という転換をもたらす可能性がある。

3. 宇宙・軍事・極限環境

宇宙や軍事分野では、
コストよりも性能と信頼性が優先される。

要求条件は、

・真空
・高温／低温
・放射線
・メンテナンス不可

液体電解質電池は、
温度や圧力で不安定になる。

全固体電池は、

・液体を含まない
・密封構造
・化学的安定性が高い

ため、

極限環境における「電力の心臓部」

になりうる。

人工衛星や探査機では、

爆発しないこと
10年動くこと

が最大の価値になる。

4. 定置型蓄電池：エネルギーインフラ

家庭用・産業用・発電所用の蓄電池では、

・重量は問題にならない
・サイズも自由
・温度管理もしやすい

EVの制約がほぼ消える。

ここで重要なのは、

・火災リスクの低さ
・長寿命
・メンテナンス性
・廃棄時の安全性

再生可能エネルギーの普及には、

発電（つくる）
蓄電（ためる）
制御（つかう）

の三点セットが必要であり、
全固体電池は、これらと非常に相性が良いと言える。

5. 産業ロボット・建設機械

工場や建設現場では、

・高温
・粉塵
・衝撃
・連続稼働

という環境で電池が使われる。

ここで重要なのは、

航続距離よりも、

・安定電圧
・高サイクル寿命
・異常時安全性

といったことである。

全固体電池は、ここでも優位性があると言える。

構造的に見ると

結論：全固体電池が変えるのは「車」ではない

多くの報道はこう語る。

「全固体電池がEVを変える」

しかし本質は

全固体電池が変えるのは、
電池を置けなかった場所
である。

・人体
・宇宙
・社会インフラ
・危険現場
・常時稼働機械

そこに電池が安全に入ることで、

新しい製品
新しい産業
新しい社会構造

が生まれる。

全固体電池とは、

EVのための次世代電池ではなく、

危険・極限・生命・インフラを電力化する技術

なのではないだろうか。

まったく新しい世界が見えてくる非常に楽しみな技術である！

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記事一覧

■ 全固体電池の基礎・特性

・トヨタ自動車：全固体電池の技術解説
https://global.toyota/jp/newsroom/corporate/36428935.html

・米エネルギー省（DOE）：Solid-State Battery Overview
https://www.energy.gov/eere/vehicles/articles/solid-state-batteries

・Nature Reviews Materials（固体電解質の特性と課題）
https://www.nature.com/articles/s41578-020-00232-9

■ 医療・体内埋め込み用途

・米国国立医学図書館（NLM）：Implantable medical device batteries
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7152970/

・ScienceDirect：Solid-state batteries for biomedical devices
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452223618300233

・Medtronic（医療機器メーカー）：ペースメーカー電池の要件
https://www.medtronic.com/us-en/healthcare-professionals/products/cardiac-rhythm/pacemakers.html

■ IoT・ウェアラブル用途

・IEEE Spectrum：Solid-state batteries for IoT
https://spectrum.ieee.org/solid-state-batteries

・Fraunhofer Institute：Thin-film solid-state batteries
https://www.fraunhofer.de/en/research/life-sciences/thin-film-batteries.html

・MIT Technology Review：Future of wearable batteries
https://www.technologyreview.com/2021/07/07/1027921/batteries-wearables/

■ 宇宙・極限環境用途

・NASA：Battery systems for space applications
https://www.nasa.gov/directorates/spacetech/strg/

・European Space Agency (ESA)：Energy storage in space
https://www.esa.int/Enabling_Support/Space_Engineering_Technology/Energy

・Journal of Power Sources：Solid-state batteries for aerospace
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775320302308

■ 定置型蓄電池・インフラ用途

・IEA（国際エネルギー機関）：Energy storage and batteries
https://www.iea.org/reports/energy-storage

・NREL（米国再生可能エネルギー研究所）：Grid-scale battery storage
https://www.nrel.gov/grid/energy-storage.html

・MDPI Energies：Solid-state batteries for stationary storage
https://www.mdpi.com/1996-1073/15/17/6271

■ 産業・ロボット用途

・IFR（国際ロボット連盟）：Power systems for industrial robots
https://ifr.org/industrial-robots

・ScienceDirect：Battery requirements for industrial robotics
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590123020302167

■ 産業動向・企業戦略（日本関連）

・Reuters：トヨタ×出光興産 全固体電池材料工場
https://www.reuters.com/world/asia-pacific/idemitsu-build-pilot-solid-electrolyte-plant-toyotas-evs-2026-01-29/

・経済産業省：次世代蓄電池戦略
https://www.meti.go.jp/policy/mono_info_service/mono/energy/battery.html

・NEDO：全固体電池プロジェクト
https://www.nedo.go.jp/activities/ZZJP_100197.html

■ 総合レビュー（俯瞰）

・Nature Energy：Solid-state batteries: progress and challenges
https://www.nature.com/articles/s41560-020-0571-7

・McKinsey：Next-generation battery technologies
https://www.mckinsey.com/industries/automotive-and-assembly/our-insights/the-next-generation-of-batteries

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