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摘 要：本文将对“创新型电池”的可能性进行分析，并探讨纯电动汽车（BEV）成为主流电动汽车的可能性。什么是创新型电池？虽然对此没有明确的定义，但一般是指能够大幅提高液态锂离子电池（LIB）的性能（质量能量密度等）、安全性、以及耐用性的二次电池。
关键字：创新型电池、全固态电池、二次电池、锂金属负极电池、锂空气电池
创新型电池中最具发展前景的是全固态电池，其正极、电解质和负极全都由固体材料构成。全固态电池不含电解液，因此每个单电池不需要外壳，且能够直接进行堆叠（双极化），因此能够提高体积和质量能量密度。丰田和丰田自动织机历经艰辛才开发出液态镍氢（Ni-MH）电池的双极化，而全固态电池可以轻易地实现双极化。
由于全固态电池不会发生漏液，因此能够提高安全性。另外，全固态电池具有优异的温度特性，与液态LIB不同，即使在-30℃的极低温度下也不会冻结。液态电池在温度达到60℃以上时性能会劣化，因此必须进行冷却处理，而全固态电池则不需要。全固态电池对于高电压的快速充电也具有耐受力，再加上使用寿命长，因此备受关注，全球都在对其进行积极研究。
研究重点涉及多个方面，包括寻找表现出高锂离子电导率的固体电解质材料，提高对充放电时负极活性物质膨胀和收缩的耐受力，提高两个电极和固体电解质的界面稳定性，抑制锂从负极析出引起的短路（枝晶）等。
汽车用全固态电池为将正极、电解质和负极的微粒堆叠而成的大容量电池，其容量大，输出功率高。
另一方面，用于民用领域且已经量产的是小型薄膜型全固态电池。这种电池通过CVD（化学气相沉积）法或溅射法等真空气相沉法，在基板上堆叠集电体或负极、电解质、正极、集电体的薄膜。在这些制造方法中，各界面及粒子之间的紧密性良好，不产生界面剥离，因而不容易劣化。但是，这种电池的电极较薄，因此容量也较小。
为实现大容量全固态电池的实用化，目前主要研究的固体电解质材料有三种，分别是硫化物系、氧化物系、聚合物（高分子）系。对于固体电解质来说，重要的一点是在常温下具有高锂离子电导率。
全固态电池单体的基本结构为正负极的活性物质粉末与固体电解质混合并固定，在两个电极层之间夹入固体电解质层并加压从而制成单电池。
全固态电池的构成。在正极和负极间夹入固体电解质的粉末并固定。
通过在活性物质的周围紧密附着固体电解质微粒，形成锂离子传导路径，经由固体电解质层在两个电极之间形成锂离子通道。
提高性能的关键在于如何降低活性物质微粒与固体电解质之间的接触（晶界）电阻并使其保持稳定。通常情况下，充电时正极的锂离子进入负极的活性物质微粒，从而负极膨胀；放电时随着锂离子释放，负极收缩。如果负极不能应对这种膨胀收缩行为，则负极内的活性物质与固体电解质的界面处就会产生间隙，导致晶界电阻增加，性能下降。
此外，必须使两个电极内具有高电子电导率。下面将介绍三种固体电解质的特征和日系汽车制造商付出的努力。
硫化物系全固态电池的锂离子电导率在室温下为10-3~10-2S/cm（西每米），在三种电池中最高，接近液态LIB的水平。
2011年，东京工业大学的菅野了次教授等人发现了LGPS（Li，锗（Ge），磷（P），硫（S））系结晶性超离子导体，成为代表性的电解质。界面和晶界的电阻比氧化物系低，且电化学稳定。但是，LGPS系结晶性超离子导体的成分多，导致晶体结构复杂。近年来，多采用无需考虑结构且容易合成的非晶体。