叫板丰田！凭借氧化物全固态电池决胜负得电池者得天下"

日本特殊陶业公司从2010年起着手开发用于新世代汽车的全固态电池，其开发方向不是丰田等先行企业推进的硫化物固体电解质，而是采用了氧化物固体电解质。因为硫化物固体电解质存在与空气中的水分反应生成硫化氢气体的危险性，而氧化物固体电解质则无此问题，所以安全性更高。

日本特殊陶业开发的LLZ系氧化物的全固态电池试制品

丰田等采用硫化物的公司，对于产生硫化氢气体的解决方案大多是（1）开发不容易产生硫化氢气体的材料，（2）在全固态电池中添加吸附硫化氢气体的材料，（3）为电池设计抗冲撞构造。但这些做法会导致电池体积增大以及加大成本。而氧化物固体电解质的全固态电池则不需要上述对策，日本特殊陶业技术开发本部本部长小岛多喜男表示“可以把固态电池做得更小更便宜”。

日本特殊陶业技术开发本部本部长小岛多喜男

日本特殊陶业开发的是Li7La3Zr2O12（LLZ）系固体电解质，其锂离子传导率可达1.4×10-3S/cm（烧结体、25℃时。虽然这在氧化物系材料中是比较高的，但是与硫化物系材料相比则还要低一个数量级左右。对此小岛表示，将通过仿真技术设计材料以及改进制造工艺，“从原理上来看，氧化物系的锂离子传导率并不比硫化物系材料要低，所以今后还有改进的余地”。

2020年代中实用化

日本特殊陶业在制造半导体器件外壳和氧传感器时开发出了将陶瓷制成片状并叠加的技术，利用该技术，该公司将一度烧结成型的LLZ系氧化物制成粉末状，混合添加剂后加压成型为厚100μm的片状，开发成功了10cm见方的全固态电池试制品。加压成型的方法有利于实现大面积的电池。

但是加压成型的方法会使得锂离子传导率再降低一个数量级，为解决该问题，日本特殊陶业的做法是改进添加剂材料，以及使LLZ系粉末实现最优分布。小岛部长介绍说：“要提高氧化物系固体电解质的锂离子传导率，还需要时间。所以要想和硫化物系固体电解质同样在2020年代前期实现商品化是困难的。但作为替代硫化物系全固态电池的下一代全固态电池则是完全有可能的”。

LLZ系氧化物的全固态电池试制品的电量

100℃高温下也可使用

日本特殊陶业首先将面向工业设备以及无人机推出全固态电池产品，获得实际经验后再开发汽车用产品，计划车用全固态电池将在2020年代后期面世。全固态电池的特点是高温环境下也可使用，所以尤其适合高温工作的工业设备。另外，氧化物系全固态电池即使毁坏也不会产生硫化氢等有毒气体，所以非常适合有可能坠落的无人机使用。另外还可以与燃料电视相组合，作为吸收负载变动的辅助电池。

日本特殊陶业2017年销售额3729亿日元，其中约52％为车用陶瓷火花塞、约33％为陶瓷尾气传感器、约15％为半导体器件的陶瓷外壳和机械设备。着眼于未来发动机车的减少趋势，火花塞、尾气传感器等约占销售额85%的产品都将失去需求。所以日本特殊陶业决定利用其拥有的陶瓷技术开发与众不同的氧化物系全固态电池。