電池セルのエネルギー密度を高めて、電池パックの同密度を向上する――。それによって、電気自動車(EV)の航続距離の延長や、電動化のコスト低減や軽量化を果たす。そうした方向性で主に開発が進められていた車載電池において、ちょっと違ったアプローチを模索する動きが活発化している。

 具体的には、セルの安全性の高さやパッケージングに対する制約の少なさ、難燃性や耐熱温度の高さ、安全に利用できるSOC(State Of Charge)の幅広さなどを利用してパックとしての性能を高めたり少ない容量の電池で電動化を果たせるようにしたりしようという方向性だ(図1)。2019年6月24~27日に米国サンディエゴで開催された先進車載電池の国際会議「19th Annual Advanced Automotive Battery Conference(AABC 2019)」 でも、そうした発表が目立っていた。

図1 車載電池の開発の新たな方向性
電池セルのエネルギー密度だけでなく他の長所を生かして電池パックとしてのエネルギー密度の向上や低コスト化を図ろうというアプローチ。(出所:日経 xTECH)
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パッケージング素材は質量の最大17%

 「電池パックの質量のうち、パッケージングの素材が最大で17%を占める」。米陸軍研究所(US Army Research Laboratory、ARL)で電気化学の材料科学者(Materials Scientist, Electrochemistry)を務めるArthur Cresce氏がAABC 2019で語った言葉だ(図2)。同研究所では、安全性に優れ、パッケージングの制約が少ないセル技術を開発している。同技術を使えば、電池パックのパッケージングを簡素化でき、軽量化によって電池パックのエネルギー密度の向上が可能という。

図2 ARLのArthur Cresce氏
(撮影:日経 xTECH)
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 「現状のリチウムイオン電池(LIB)は、衝突や過充電などその他の危険な事象に対する保護のために多くの部材や部品を使っている。固体ポリマー電池は、ポリマー電解質が備え持った安全性の高さにより、それらの部材・部品を削減できる可能性を持つ」。同会議でこう主張したのが、電池メーカーの米A123システムズ(A123 Systems)でセル製品開発担当バイスプレジデント(VP, Cell Product Development)を務めるBrian Sisk氏だ(図3)。同氏は、「衝突から電池を保護する金属の構造物や、過充電保護に使うリレーや電子部品などを削減できる可能性がある」と強調した。

図3 A123 Systemsのセル製品開発担当バイスプレジデントのBrian Sisk氏
(撮影:日経 xTECH)
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