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
危険なSiH4ガスを使用せず：
東京工業大学は2024年3月14日、次世代の高性能太陽電池として期待されているシリコンヘテロ接合太陽電池の製造において、太陽電池用の水素化アモルファスシリコンを、既存手法で用いる強い爆発性／毒性を有するSiH4ガスを使用せずに、高速かつ低ダメージで形成する手法を確立したと発表した。
厚み0.1mmで幅80mm、長さは80m：
富山大学は、富山県立大学や中越合金鋳工との共同研究により、マグネシウム蓄電池に用いる負極材料について、短い時間で極薄かつ広幅、長尺品の作製が可能であることを示した。
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。
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。
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。
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。
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。
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】
研究開発
高いイオン伝導度と安全性を備える：
東京理科大学とデンソーの研究グループは、全固体リチウムイオン電池向けに、高いイオン伝導度と安全性を示す「酸化物固体電解質」を発見した。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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