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次世代電池特集

小型のモバイル機器から自動車まで、さまざまな電子機器に搭載されるバッテリー。機器を駆動する要の部分であるだけでなく、安全性にも関わるバッテリーの分野では現在、新たな原理や材料、構造を採用する「次世代電池」の研究開発が加速している。本特集では、バッテリー関連技術の最新情報をお届けする。

Top Story

東北大学が開発:

東北大学は、マグネシウム蓄電池(RMB)に向けて、岩塩型構造の新たな正極材料を開発した。90℃という低温でマグネシウム(Mg)の挿入や脱離ができることを実証した。

(2024年3月22日)
イオン伝導度はこれまでの10倍:

東レは、イオン伝導度をこれまでの10倍に高めた次世代電池用イオン伝導ポリマー膜を開発した。金属リチウムを負極に用いた全固体電池や空気電池などの実用化に弾みをつける。

(2024年3月14日)

新製品

独自技術で耐熱性を向上:

日本ガイシは「オートモーティブワールド2024」にて、「半固体電池」として展開するリチウムイオン二次電池やベリリウム銅合金などの車載向け技術を展示した。

(2024年2月2日)
欧州バッテリー規則にも対応:

フランスの小型電池メーカーITEN(アイテン)は、「EdgeTech+ 2023」(2023年11月15〜17日/パシフィコ横浜)に出展し、超小型の全固体電池を展示した。長寿命が特長で、75% DOD(放電震度)で2000サイクル使用できるという。

(2023年11月17日)
33.66%の変換効率を達成:

シャープは、新構造の化合物・シリコン積層型太陽電池モジュールを開発し、33.66%という世界最高の変換効率を達成した。化合物2接合型セルの厚みは、従来の化合物3接合型セルに比べ3分の1以下に薄くできるという。

(2023年11月1日)
伝統工芸とコラボした太陽電池も展示:

太陽誘電は「CEATEC 2023」(2023年10月17〜20日/幕張メッセ)に出展し、チップ型の全固体電池を展示した。独自開発の正極材/負極材の改良によって、容量密度は50mAh/cm3超を実現した。

(2023年10月31日)
デザイン性と発電効率を両立:

パナソニック ホールディングスは「CEATEC 2023」(2023年10月17〜20日)に出展し、ガラス建材一体型 ペロブスカイト太陽電池を展示した。発電効率は最大17.9%で「従来の結晶シリコン系の太陽電池と同等の発電効率だ」(同社)という。「CEATEC AWARD 2023」のデバイス部門で準グランプリを受賞した技術だ。

(2023年10月24日)
硫化物系電解質を使用:

マクセルは「SENSOR EXPO JAPAN 2023」にて、硫化物系電解質を使用した全固体電池を展示した。長寿命かつ高耐熱が特長なので、点検しにくい場所や過酷な環境下にあるインフラ設備のモニタリング/異常検知に貢献するという。また、酸化物系全固体電池と比べて高容量で最大放電電流が大きいという。【訂正あり】

(2023年9月28日)

研究開発

テクニカルショウヨコハマ2024:

マクニカは「テクニカルショウヨコハマ2024-第45回工業技術見本市-」(2024年2月7〜9日/パシフィコ横浜)に出展し、ペロブスカイト太陽電池や鉛蓄電池システム「soldam」を展示した。

(2024年3月13日)
リチウムイオン電池の正極材料向け:

横浜国立大学と総合科学研究機構、物質・材料研究機構(NIMS)、住友金属鉱山らの研究グループは、リチウムイオン電池の正極材料に向けて、新しいニッケル系層状材料を開発した。高いエネルギー密度とコバルトフリーを実現できるという。

(2024年3月1日)
電気化学ポンピングシステム:

弘前大学の研究グループは、リチウム資源の採取および回収に向けた「電気化学ポンピングシステム技術」を開発した。使用済みリチウムイオン電池などから、高純度のリチウムを高速に回収することが可能となる。

(2024年2月26日)
60℃の環境で1000時間以上発電:

物質・材料研究機構(NIMS)は、20%以上の光電変換効率(発電効率)を維持しつつ、実用環境に近い60℃の高温雰囲気下で1000時間以上の連続発電が可能な「ペロブスカイト太陽電池」を開発した。

(2024年2月13日)
新たな焼結機構を活用し課題解決:

デンソーと九州大学の研究グループは、新しい焼結機構を活用することで、750℃という低温焼結とLi金属への安定性を両立させた「固体電解質」を開発したと発表した。Li金属負極を用いて作製した全固体電池は、−25〜120℃という広い温度範囲で動作することを確認した。

(2024年2月19日)
高電流密度対応で効率的に水素製造:

三菱マテリアル(MMC)と横浜国立大学は、3Dプリンター技術を用いて「2層構造のチタン製水電解電極」を開発した。これを活用すると高電流密度の条件下でも、水素を効率よく製造することが可能となる。

(2024年2月6日)
アルカリイオン二次電池の容量増大:

産業技術総合研究所(産総研)と大阪大学、東京工芸大学、九州大学および、台湾国立清華大学の研究グループは、グラフェンの層間にアルカリ金属を高い密度で挿入する技術を開発した。電極材料としてアルカリ金属を2層に挿入したグラフェンを積層して用いれば、アルカリイオン二次電池の大容量化が可能になるという。

(2024年1月30日)
活物質にPBA NP、導電助剤にSWNT:

山形大学と関西学院大学は、高速で充放電可能な二次電池を実現するための「新しい正極構造」を開発した。電気自動車やドローン向け電源や非常用電源などへの応用が期待される。

(2024年1月18日)
副反応のガス発生を抑制:

東芝は、コバルト不使用の5V級高電位正極材料を用いて、新しいリチウムイオン二次電池を開発した。2028年の実用化を目指す。

(2023年12月26日)
自動車やドローンに適用可能:

ポーライトと産業技術総合研究所(産総研)は、多孔質ステンレス鋼基板を支持体とする「固体酸化物形燃料電池(SOFC)」を開発した。従来に比べ機械強度を高めたことで、自動車やドローンなどモビリティへの搭載が可能となる。

(2023年12月25日)
フレキシブル電池の耐久性を向上:

東京大学は、硬さと丈夫さを両立させた「電池用ゲル電解質」を開発した。肌や服に貼り付け可能なフレキシブル電池向け電解質材料としての応用に期待する。

(2023年12月5日)
蓄電池材料を低温かつ短時間で合成:

北海道大学と神戸大学の研究グループは、リチウムイオン電池の正極活物質に用いられる「層状コバルト酸リチウム」を、低温かつ短時間で合成できる手法を開発した。

(2023年11月20日)

市場/設備投資

EV用バッテリー工場の建設を再開:

Ford Motorは、中国のEV向け電池メーカーのCATLと協業し、米国ミシガン州に電池製造のためのギガファクトリーを建設中だ。ただ、米中ハイテク戦争が続く中、この協業は物議をかもしている。

(2023年12月4日)
2035年には3614GWhの予測も:

車載用リチウムイオン電池(LiB)の世界市場は、2025年に容量ベースで約1000GWhとなる。矢野経済研究所が予測した。

(2024年1月9日)
世界標準の技術開発を目指す:

トヨタ自動車と出光興産は2023年10月12日、全固体電池の量産化に必要な硫化物固体電解質の開発やサプライチェーン構築に向けて協業を発表した。全固体電池の実用化は、2027〜2028年を目指している。

(2023年10月19日)
X線顕微鏡で非破壊観測:

東北大学、名古屋大学、ファインセラミックスセンター、高輝度光科学研究センターらの研究グループは2023年8月4日、充放電中の薄膜型全固体電池における化学状態変化を“丸ごと”可視化することに成功したと発表した。

(2023年8月21日)
シリコンアノードを開発:

シリコンアノードを用いた高エネルギー密度バッテリーを手掛ける米国のAmpriusは、2025年に工場の稼働を開始する。数年以内には、同社製バッテリーが空飛ぶクルマに搭載可能になる見込みだという。

(2023年6月13日)
需要拡大に備える:

ホンダとGSユアサが合弁会社「Honda・GS Yuasa EV Battery R&D」を設立する。リチウムイオン電池(LiB)の研究開発のほか、主要原材料のサプライチェーンと効率的な生産システムの構築を目指す。

(2023年5月16日)
電池の需要増で環境対策が急務:

電気自動車(EV)の普及に伴い、リチウムイオンバッテリーの需要も増加している中、電池の製造に関連する環境対策は急務になっている。オーストラリアのスタートアップNovalith Technologiesは、リチウムイオン電池製造が直面する課題解決の一端を担う技術を手掛けている。

(2023年4月26日)
EVでも喫緊の課題だが:

EV市場は堅調な成長が予測されているが、バッテリーのリサイクルが大きな課題になりつつある。

(2023年3月31日)

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