エネルギー密度100倍の全固体電池向け新材料、TDK：コイン電池の代替目指す

TDKは、充放電可能なセラミック全固体電池「CeraCharge」の次世代品に向けて、従来の約100倍のエネルギー密度の全固体電池用材料を開発したと発表した。

[浅井涼，EE Times Japan]

　TDKは、充放電可能なセラミック全固体電池「CeraCharge」を手掛けている。2024年6月、同社はその次世代品に向けて、CeraChargeの約100倍のエネルギー密度の全固体電池用材料を開発したと発表した。

TDKが発表した全固体電池用新材料［クリックで拡大］ 出所：TDK

酸化物固体電解質を採用

　TDKは2020年、「世界で初めて」（同社）の充放電可能な表面実装型オールセラミック全固体電池としてCeraChargeを製品化した。CeraChargeは現在、調理用温度計のバッテリーなどで使用されている。以降TDKは、さらなる高容量化／エネルギー密度向上に向けて開発を続けていたという。

　今回発表した材料のエネルギー密度はパッケージがない状態では1000Wh/Lで、従来のCeraChargeの約100倍だ。ただし、パッケージを使わずに製品化した現行のCeraChargeとは違い、今回の新材料を製品化する際にはパッケージを用いる計画だ。エネルギー密度向上は、酸化物固体電解質とリチウム合金負極を採用したことによるという。

　エネルギー密度の向上によってデバイスの小型化や長時間駆動が期待できるほか、熱安定性の高い酸化物固体電解質の採用によって安定性の向上も見込めるとしている。

「CeraCharge」の断面模式図［クリックで拡大］ 出所：TDK

　新材料を製品化した際の用途としては、安定性の高さから、ワイヤレスイヤフォンやスマートウォッチといったウェアラブルデバイスのような人体に直接触れる用途を想定する。現行のCeraChargeでは容量不足で対応できなかった補聴器などにも適用できると見る。加えて、EUの電池規制によって二次電池への置き換えが必要とされているコイン型一次電池を代替することも目指すという。

　今後TDKは、電池セルやパッケージの構造設計など、新材料を用いた製品の量産化に向けた開発を進め、2025年以降にサンプル出荷を目指すとしている。