全固体Naイオン二次電池でロボット掃除機を駆動：日本電気硝子がデモ

[村尾麻悠子，EE Times Japan]

　日本電気硝子は「第13回 国際二次電池展（春）」（2022年3月16〜18日、東京ビッグサイト）にて、開発中のオール酸化物全固体Na（ナトリウム）イオン二次電池を展示した。

　同社のオール酸化物全固体Naイオン二次電池は、発火や有害ガス発生のない安全な固体酸化物で構成されていて、リチウムイオン電池に近い3Vで作動する。正極と負極には結晶化ガラスが、固体電解質には酸化物のセラミックスが使用されている。これらの主成分はナトリウム、鉄、リンと豊富な資源であり、リチウムやコバルト、ニッケルといったレアメタルは使われていない。集電体に軽量なアルミニウムを用いていることも特長だ。

オール酸化物全固体Naイオン二次電池の構成と特長［クリックで拡大］

　日本電気硝子の研究開発本部 常務執行役員 本部長を務める角見昌昭氏は、「現在、リチウムの価格は高騰し、ニッケルやコバルトは産出国や安定供給を巡る懸念も多い材料だ。オール酸化物全固体Naイオン二次電池は、そうした供給上の懸念が少ない材料を用いている」と説明する。

　動作温度も広い。「電極にガラスを用いて固体電解質と一体化させることで、高いイオン伝導性を実現している。これにより、−60〜120℃と広い温度範囲で動作することが可能だ」と同社は説明する。

　大面積化ができる点も特長だ。正極、固体電解質、負極を焼結一体化した蓄電素子を複数組み合わせることで、電池のサイズや直列／並列接続を自由にカスタマイズできる。会場では、蓄電素子（10mAh）と、一例として2Ahの電池パックを展示していた。この電池パックは、蓄電素子を200個並列化したモジュールである。大型化する際、冷却機構や安全機構が不要なので、電池パックの構造も簡略化できる。

全固体Naイオン二次電池の蓄電素子（左側）と、2Ahの電池パック［クリックで拡大］

　会場では、電池パックを直列接続し、15Vにした電池を用いて、家庭用掃除ロボットを動かすデモも行った。角見氏は「全固体Naイオン二次電池はモーターを動かせるかどうかがカギになる」と説明する。リチウムイオン電池の定格電圧は3.7V。一方で全固体Naイオン二次電池は前述したように3Vだ。「駆動電圧がリチウムイオン電池よりもやや低いが、その分、接続して使用すればモーターを駆動できるということを、今回のデモで示したかった」（角見氏）

電池パックを直列接続し、15Vにした電池を用いて、家庭用掃除ロボットを動かすデモ

　全固体Naイオン二次電池のサンプル出荷は、2024年以降、順次開始する予定だ。「評価にはどうしても時間がかかるという面もあるが、われわれが納得いくまで評価してから、サンプル提供を開始したい」（角見氏）