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 電池向けの各種材料を提供する豊島製作所、工学院大学、ファインセラミックスセンター、電力中央研究所(電中研)は2022年11月8日、電池技術の学会「第63回 電池討論会」(2022年11月8~10日、福岡国際会議場など)で、直径18cmの薄い円盤状の大型全酸化物全固体ナトリウム(Na)イオン電池を試作したと発表した(講演番号1C15、図1)。全固体電池は、村田製作所などが1辺1cm前後の小型電池を開発済みだが、今回の寸法は国内では初めて。「将来的には直径30cmが目標」(豊島製作所)という。ただし、現時点でのエネルギー密度は低い。

図1 学会に試作品(直径50mm品など)を出展
学会の企業展示コーナーに出展した試作品(a)。直径50mm品の側面の様子(b)。側面から見ると、正極層(黒色)、電解質層(白)、負極層(黒)の構造がよく分かる(写真:日経クロステック)
(a)50mm品(左)と強度評価用の破片
(a)50mm品(左)と強度評価用の破片
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(b)50mm品の側面
(b)50mm品の側面
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定置用蓄電池を想定

 豊島製作所などが試作したのは、正極活物質にNa4Ni3(PO4)2P2O7 (NNPP) 、固体電解質にNa3.1Zr1.95Mg0.05Si2PO12 (NZMSP) 、負極活物質にNaTi2(PO4)3 (NTP) を用いた全固体Naイオン電池。

 直径は180mm(18cm)を筆頭に、107mm、50mmなどさまざまな寸法のものを作製した。厚みは直径50mm品で3mmだという(図2)。

図2 最大で直径は180mm(18cm)
試作したさまざまな寸法の全固体Naイオン電池。負極と電解質の断面の様子も示した(写真:豊島製作所のパネルを日経クロステックが撮影)
図2 最大で直径は180mm(18cm)
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 リチウム(Li)イオン電池ではなく、Naイオン電池にしたのは共同で開発を進める電中研が「想定する用途が定置用蓄電池であり、NaがLiに比べてはるかに安価で、しかもヤング率が低くて電極と電解質の界面抵抗値を下げやすい」(電中研)と考えたからのようだ。