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固体電解質とは / Solid electrolyte 



固体電解質とは

固体電解質は、イオンを伝導する固体物質で、
電池や燃料電池、各種センサーなど、多くの電気化学デバイスにおいて重要な役割を果たします。
液体電解質と比較して、漏れるリスクがなく、より安全で長寿命なデバイス設計が可能になります。


固体電解質の特性

固体電解質は、高いイオン伝導性、化学的安定性、および電気化学的安定性を有しています。
これらの特性により、広範囲の温度で動作する電気化学デバイスに適しています。


高いイオン伝導性

固体電解質は、特定のイオン種(例えば、リチウムイオン)に対して高い伝導性を持ちます。
これにより、効率的な電荷の輸送が可能になります。


化学的安定性

多くの固体電解質は、酸化や還元などの化学的な攻撃に対して高い耐性を示します。
これにより、デバイスの寿命が向上します。


電気化学的安定性

固体電解質は、電気化学的に安定しており、充放電サイクルによる劣化が少ないため、繰り返しの使用に適しています。


固体電解質の種類

固体電解質には、セラミックス型、ポリマー型、複合型など、さまざまな種類があります。


セラミックス型固体電解質

高いイオン伝導性を持つが、脆いため取り扱いに注意が必要です。リチウムイオン電池などに使用されます。


ポリマー型固体電解質

柔軟性があり、加工が容易ですが、セラミックス型に比べてイオン伝導性は低いです。
柔軟な電池などに応用されます。


複合型固体電解質

セラミックスとポリマーの両方の特性を兼ね備え、高い伝導性と加工性を実現します。


固体電解質の応用例



固体電解質の研究動向と将来性

全固体リチウムイオン電池の開発が進んでおり、より安全で高エネルギー密度の電池が求められています。
固体電解質の新材料の探索や、イオン伝導性の向上、製造コストの削減に関する研究が活発に行われています。
これらの進展により、電気自動車や大規模エネルギー貯蔵システムなど、幅広い分野への応用が期待されています。







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