EnerCera（エナセラ）：メンテフリーIoTデバイスに最適な、超薄型・小型二次電池

概要

「EnerCera（エナセラ）」とは、IoTデバイスの電源に最適な、厚さ0.45mmのパウチ型と105℃での環境下でも使用できるコイン型のセラミックス二次電池。従来のリチウムイオン二次電池では併存が難しかった高容量、高出力、高耐熱、長寿命などの特性を兼ね備える。微小な電力を蓄えて必要なときに大電力を供給することができ、搭載場所を限定せずに高度な電子機能の駆動を可能にする事から、太陽発電などの環境発電やワイヤレス空間電力伝送との組み合わせで、メンテフリーなIoTデバイスの実現を可能とする。

※「EnerCera（エナセラ）」は日本ガイシの登録商標です

ener_sub1 EnerCeraと一般的なリチウムイオン電池の構造比較

EnerCeraで実現するIoT社会

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なにがすごいのか？

独自のセラミックス技術をリチウムイオン二次電池に活用
発熱・発火・爆発の可能性が極めて低く安全
環境発電などの小さな電力も充電でき、過放電状態でも再充電で利用可能

なぜできるのか？

独自のセラミックス技術と柔軟な事業展開

100年以上、最新の科学技術を取り入れながら培ってきた独自のセラミック技術がベースにある。粉末原料を調合して形状を付与し、製品に最適な結晶の構造を実現する焼成など、セラミックス製造の全工程でコア技術を有し、「EnerCera」の開発に用いている。「EnerCera」シリーズは2019年から事業を開始。2020年7月には、105℃の耐熱性を持つ「EnerCera Coin」を開発。さらにマイナス40℃の低温環境でも使える「ETシリーズ」も展開している。

独自開発の結晶配向セラミックス正極板

電池反応を促す活物質の結晶の向きを揃えて焼成した、セラミックス製の薄い「結晶配向セラミックス正極板」を開発して電池部材に用いている。独自の焼結技術で、細かい結晶の向きを精緻に制御して構築した。正極材料の結晶の向きを揃えることで、活物質内をリチウムイオンがスムーズに移動することができるため高出力化を実現。有機バインダーを含んでいないため、さらにエネルギー密度を高め、同体積の一般的な二次電池よりも多くの蓄電が可能。それにより、低抵抗で高いエネルギー密度を持ち、高容量、高出力・高速充電が可能なリチウムイオン二次電池を実現している。

高い性能と安全性を両立する半固体電池の構築

電極間でのスムーズなリチウムイオン伝導を保ちながら、耐熱性や安全性を高めるために半固体電池の仕組みを採用。結晶配向セラミックス正極板を用いた積層電池部材に、少量の電解液を浸み込ませて半固体電池を構築している。セラミックス電極を採用することで、電池に外力が加わり電極部分が破損しても、割れた電極は電子伝導しなくなる為、内部短絡が発生しても大電流が流れにくく発熱・発火しにくい。また、安全性を追求し電解質を固体に置き換えた全固体電池は、リチウムイオン伝導性が低く、出力も低いことが課題。そこで「EnerCera」は独自のセラミックス正極板に僅かな電解液を浸み込ませ、半固体電池の構成をとることで、高いエネルギー密度、長寿命、耐熱などの性能を持ちながら、発熱・発火・爆発の可能性が極めて低い、安全なリチウムイオン二次電池を実現している。