スマホもEVも、いまの暮らしは電池に支えられています。その電池が、安全性も性能も一段引き上がる——。そんな次世代の本命と目されるのが、全固体電池です。電池の中の「液体」を「固体」に置き換えるという、シンプルながら奥深い発想が、その鍵を握ります。
本記事では、全固体電池とは何かを、できるだけかみ砕きつつ一歩踏み込んで解説します。固体の中をイオンが動く仕組み、4つのメリット、残る課題、そしてEVを本命とする用途と日本の開発競争までを順に見ていきましょう。電池が活躍する系統用蓄電池（BESS）市場の今や、同じく次世代技術のペロブスカイト太陽電池とはとあわせて読むと、技術の最前線が見えてきます。
≡この記事の目次
全固体電池とは
まず、全固体電池をひとことで整理します。「電池の中の液体を、固体に置き換えた次世代電池」という発想から入りましょう。
全固体電池をひとことで言うと
全固体電池とは、電池の内部でイオンを運ぶ「電解質」に、液体ではなく固体を使ったリチウム電池のことです。いま広く使われているリチウムイオン電池は、電解質に可燃性の液体（電解液）を使う仕組み。全固体電池は、ここを不燃性の固体に置き換えます。
たったこれだけの違いに思えるかもしれません。けれども、この一点が、安全性や性能を大きく左右します。液体がなくなることで、これまでの電池が抱えていた弱点を、まとめて克服できる可能性を秘めているのです。
電解質を「液体」から「固体」へ
電池は、正極・負極・電解質という3つの要素で成り立ちます。電解質は、正極と負極のあいだでイオンを行き来させる「通り道」の役割を担う部品です。
従来は、この通り道に液体を使ってきました。液体はイオンがよく動く一方、熱に弱く、漏れたり燃えたりするリスクを抱えます。全固体電池は、この通り道を固体に替えることで、そうしたリスクを抑えつつ、さらなる高性能をめざす技術だといえます。発想自体は古くからありましたが、固体の中でイオンをうまく動かす材料の登場で、実用化が一気に近づきました。
仕組み――固体の中をイオンが動く
全固体電池を理解するには、まず電池がどう動くかをおさえる必要があります。鍵を握るのが、電解質という部品です。
電解質が、液体から固体へ
リチウムイオン電池と全固体電池のちがい
リチウムイオン電池
イオンは液体の中を移動／熱に弱く、漏れ・発火のリスク
全固体電池
イオンは固体の中を移動／燃えにくく、安全性が高い
イオンの通り道を液体から固体に替えるのが全固体電池です。
出典：NEDO・経済産業省の公開情報をもとにgreenote作成
リチウムイオン電池のおさらい
いまの主役、リチウムイオン電池の動きを簡単におさらいします。充電するときは、リチウムイオンが正極から負極へ移動し、放電（使う）ときは逆に負極から正極へ戻ります。このイオンの行き来が、電気の出し入れの正体です。
このとき、イオンがスムーズに動けるよう、通り道として液体の電解質が使われてきました。液体はイオンがよく動くため高性能を出しやすい反面、可燃性で、高温や衝撃に弱いという弱点。電池の発火事故が問題になるのは、主にこの液体が関わっている、というわけ。
固体電解質という心臓部
全固体電池の心臓部が、固体電解質です。液体の代わりに、イオンを通す固体の材料を使います。「固体の中をイオンが動く」と聞くと不思議に感じますが、特定の材料は、結晶のすき間などをイオンが移動できるのです。
この固体電解質には、大きく硫化物系・酸化物系・ポリマー系の3タイプ。なかでも、イオンの動きやすさ（イオン伝導性）に優れる硫化物系が、高性能なEV向けの本命の一つと見られています。どの材料で、いかにイオンを速く動かすか。ここが、各社の技術競争の最前線。
4つのメリット
電解質を固体にすると、何が良くなるのでしょうか。リチウムイオン電池と比べた、4つの強みを見ていきます。
リチウムイオン電池との比較
多くの面で有望、コストと量産は今後の課題
安全・容量・速さ・寿命で有望。普及のカギはコストと量産です。
出典：NEDO・経済産業省の公開情報をもとにgreenote作成
なにより安全性が高い
最大のメリットが、安全性の高さです。発火の原因になりやすい可燃性の液体を使わず、燃えにくい固体に置き換えるため、液漏れや発火のリスクを大きく抑えられます。
電池において、安全と性能はしばしば二律背反。性能を上げようとすると発熱や発火のリスクが高まり、安全に振ると性能が抑えられる、という具合です。全固体電池は、燃えにくさという土台のうえで、性能を攻められる点に大きな価値。EVのように大量の電池を積む用途では、この安心感がとりわけ重要になります。
エネルギー密度・急速充電・長寿命
残る3つのメリットも見逃せません。第二に、エネルギー密度です。固体電解質は、リチウム金属を負極に使うなどの工夫と組み合わせやすく、同じ大きさ・重さでより多くの電気をためられる可能性。EVなら、航続距離の延伸につながります。
第三が、急速充電と温度への強さです。固体電解質には、大きな電流を流しても劣化しにくく、低温でも性能を保ちやすいタイプがあり、短時間の充電や寒冷地での使用に有利とされます。そして第四が、長寿命です。液体電解質は使ううちに劣化しますが、固体ではその劣化を抑えやすく、より長く使える可能性も。安全・容量・速さ・寿命。これらを同時に高めうる点に、全固体電池への期待が集まっています。
残る課題
大きな期待の一方で、全固体電池の実用化には、まだ越えるべき技術の壁。
「界面」という見えない壁
最大の技術課題が、「界面（かいめん）」の問題です。界面とは、固体電解質と電極が接する境目のこと。液体ならすき間なく密着できますが、固体どうしでは、どうしても微細な隙間ができ、イオンや電気が流れにくくなります。
この界面の抵抗が大きいと、電池の性能が十分に発揮できません。固体どうしをいかにぴったり接合し、イオンの通り道を保つか——。これは、全固体電池の研究開発の中心テーマであり、各社が知恵を絞る難所です。目に見えないナノの世界の接合が、性能を左右しているのです。
量産とコストの難しさ
もう一つの大きな壁が、量産とコストです。研究室で高性能なセルをつくれても、それを大きな面積で、安定した品質を保ちながら、安く大量に生産するのは、まったく別の難しさを伴います。
加えて、材料や製造のコストも課題です。本命とされる硫化物系の固体電解質は、水分と反応して有害な硫化水素が発生しうるため、製造環境を厳しく管理する必要があります。こうした製造の難しさが、コストを押し上げる要因の一つ。性能の高さと、量産・コストのバランスをどうとるか。普及のカギは、ここにあるといえるでしょう。
課題
「界面」の壁。固体どうしでは微細な隙間ができ、イオンや電気が流れにくい。
対応・ポイント
固体をぴったり接合しイオンの通り道を保つことが、研究開発の中心テーマ。
課題
量産とコスト。大面積で安定品質を安く大量に。硫化物系は硫化水素対策で製造環境の厳格管理が要る。
対応・ポイント
製造技術を確立し、性能の高さと量産・コストのバランスを取る。
高い性能と、量産・コストの両立をどうとるかが、普及のカギになります。
用途と日本の開発競争
全固体電池の本命の用途はEVです。そして、この分野で日本は世界をリードする立場にあります。
固体電解質の主な3タイプ
用途や求める性能に応じて材料が選ばれる
硫化物系
イオンが動きやすく高性能。EV向けの本命の一つ。水分管理が必要。
酸化物系
安全で安定。小型機器などで一部実用化。硬くて加工に工夫がいる。
ポリマー系
やわらかく加工しやすい。常温での性能向上が課題。
高性能なEVには硫化物系、小型には酸化物系と、適材適所で使い分けられます。
出典：NEDO・経済産業省の公開情報をもとにgreenote作成
EVが本命、そして主な種類
全固体電池が最も期待される用途が、電気自動車（EV）です。航続距離の延伸、充電時間の短縮、安全性の向上——。EVの課題に、全固体電池の強みが、ぴたりと噛み合います。電気を充電する側の動きは、EV充電インフラとスマート充電とはもあわせてご覧ください。
EV以外にも、小型機器や、将来的には電力をためる定置用への展開も見込まれます。先ほど触れたとおり、固体電解質には硫化物系・酸化物系・ポリマー系があり、それぞれ得意分野が異なる。高性能が要るEVには硫化物系、小型機器には一部実用化が進む酸化物系、といった具合に、用途に応じて使い分けられていくでしょう。
日本の強みと量産目標
全固体電池は、日本が技術で先行する分野です。とりわけ、トヨタ自動車が硫化物系の開発をリードし、2020年代後半の実用化を目標に掲げてきました。日産・ホンダ・出光興産・パナソニックなど、自動車・素材・電池の各社が、それぞれの強みを持ち寄って開発を競う構図。
日本は、材料や特許の面で蓄積があり、この分野で世界をリードしうる立場。政府も、GXやグリーンイノベーション基金を通じて、蓄電池を経済安全保障と脱炭素の両面から重点的に支援しています。ペロブスカイト太陽電池と並び、日本発の技術で世界を取れるかが問われる、象徴的な競争領域です。なお、量産・実用化の時期は計画であり、今後変わりうる点には留意が必要です。
全固体電池をどう捉えるか
全固体電池は、電池の「液体」を「固体」に替えるという発想で、安全性・容量・速さ・寿命を一段引き上げようとする次世代技術です。EVの普及を後押しし、ためる技術の質を高めることで、再エネを中心とした脱炭素社会の土台を強くします。一方で、界面の制御や量産・コストという、解くべき宿題も残されたまま。
大切なのは、全固体電池を「すべてを解決する夢の電池」と過度に期待することも、「まだ先の話」と切り捨てることもせず、「着実に実用化へ近づく、有望な次世代技術」として捉えることでしょう。ためる技術が進歩すれば、変動する再エネはもっと使いやすくなります。蓄電池や長期エネルギー貯蔵（LDES）とは、そして全固体電池。多様な「ためる」技術が、脱炭素を下支えします。電力システム全体の地図は電力システムまるわかりガイドや次世代エネルギー技術ガイドもご覧ください。
電池の中の小さな「固体」への置き換えが、EVと電力の未来を大きく変えるかもしれません。全固体電池の行方は、脱炭素と、日本の産業競争力を映す、もう一つの鏡なのです。なお本記事は、特定の技術・企業・金融商品への投資を推奨するものではなく、技術の現在地と展望を中立に整理したものです。
よくある質問（FAQ）
Q. 全固体電池は、いまのリチウムイオン電池と何がそんなに違うのですか？
A. 最大の違いは、電池の中でイオンを運ぶ『電解質』が液体か固体かです。いまのリチウムイオン電池は、可燃性の液体（電解液）を使っています。全固体電池は、これを不燃性の固体に置き換えます。たったこれだけの違いに見えますが、発火しにくく安全性が高い、より多くの電気をためられる、急速充電や寒さに強い、長持ちしやすい——といった、多くのメリットが期待されています。
Q. 全固体電池が普及すると、リチウムイオン電池はなくなるのですか？
A. すぐになくなるわけではなく、当面は併存すると見られています。いまのリチウムイオン電池は、量産が進んで価格が下がり、幅広い用途で実績があります。全固体電池は、まず航続距離や充電時間が重視される高付加価値なEVなどから採用が広がり、コストが下がるにつれて用途を広げていく、という段階的な普及が見込まれます。
Q. 全固体電池は、いつEVに搭載されるのですか？
A. 日本のメーカーなどが2020年代後半の実用化を目標に掲げていますが、これは計画であり、確定したものではありません。界面の制御や、大きなサイズでの安定した量産、コスト低減といった技術課題をどこまで解決できるかにかかっています。本記事は特定の時期や企業の成否を断定するものではなく、技術の現在地と展望を整理したものです。
最終更新日：2026年7月12日
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