ガラスと樹脂で作った電池、リチウムを超えるのか：スマートグリッド（1/3 ページ）

イーメックスはリチウムイオン二次電池と似た新型電池を開発した。「高分子・ガラス電池」と呼ぶ。20年以上利用でき、低コスト化が可能だ。さらに充電時間が数分と短い。これはリチウムイオン二次電池では実現が困難な優れた性質だ。どのようにして新電池を実現したのだろうか。

[畑陽一郎，＠IT MONOist]

金属硫化物ガラス

　イーメックスは2012年2月、リチウムイオン二次電池を上回る長寿命で低コストな新型電池「高分子・ガラス電池」を開発した（図1）。

　従来のリチウムイオン二次電池の性能は頭打ちになっているが、正極と負極に新材料を用いることで性能向上を果たしたという。「現在、性能評価を終えて、小型の連続製造装置が完成したところだ」（イーメックスの代表取締役である瀬和信吾氏）。

　同電池の特長を一言でいうなら、エネルギー密度に優れる二次電池と、パワー密度に優れるキャパシタの良いところ取りをした電池である。小型の電気自動車（EV）や太陽光発電システムとの併用などに向くとした。キャパシタに向く用途、すなわちEVのエネルギー回生や建機などにも役立つという。

図1　イーメックスの高分子・ガラス電池　高分子・ガラス電池の試作品（図左の白い板）と正極（図中央）、負極（図右）。正極は連続生産するために帯状になっている。負極は金属箔（はく）に粉末状のガラス材料を塗布したものだ。出典：イーメックス

　新電池が特に優れるのは1秒間に取り出せるエネルギーの量を示すパワー密度だ。7000W/kgという新電池の値は、電気二重層キャパシタ^＊1）以上であり、短時間で大電流が必要なモーターなどの用途に向く。パワー密度が高いため、充放電に要する時間も短い。通常のリチウムイオン二次電池では30〜60分を要する充電時間を3〜10分に短縮できる。

＊1） 電気二重層キャパシタとは、電極のすぐ近くの界面にできる「電気二重層」と呼ばれる、分子の長さに匹敵するほど薄い層を蓄電に利用するキャパシタ（コンデンサー）。ごく薄い電気二重層が電力を蓄えているため、抵抗が低くなり、短時間に大電力を出し入れできる（関連記事：ガソリン車でもハイブリッドに近い燃費を実現か、マツダがキャパシタ採用）。

　新電池の重量エネルギー密度は60〜80Wh/kgである。イーメックスによれば、EV用のリチウムイオン二次電池のエネルギー密度は70Wh/kgであるため、十分競合できるという^＊2）。今後、エネルギー密度を160Wh/kg以上に高める開発を続けるとした。

＊2） ただし、携帯電話用途のリチウムイオン二次電池のエネルギー密度は150Wh/kgと高い。