リチウムイオン電池の性能を高める取り組みが進んでいる。多くのモビリティーが電動化する中、さまざまな企業が素材などを工夫して容量などを高めようとしている。ＯＲＬＩＢ（オーリブ、東京都文京区）もその一社。同社は多電子反応する材料を使った二次電池の実用化を目指す。

負極材にシリコンを採用

オーリブのアイデアは、二次電池の負極材にシリコンを採用するものだ。シリコンは、現在一般的な材料の黒鉛よりも、多くのリチウムイオンをためられる。具体的には１原子で４電子以上の反応が可能だ。この性質を使い、リチウムイオン電池のエネルギー密度を高める。

一方、シリコン負極には大きな弱点がある。初回の充電容量より放電できる容量が小さくなる「不可逆容量」と充放電による急激な体積変化が起きる点だ。これらの課題からシリコン負極を使った電池はサイクル回数が伸びず、実用化が難しかった。

同社は負極にあらかじめリチウムイオンを付加する「プレドープ」という技術で、課題を解決する。負極と電解液の界面に形成されるＳＥＩ膜という安定化層を、プレドープで形成し不可逆容量を低減する。また圧力を加えながら、電気的にプレドープする方法を確立。これによりシリコン負極の体積変化を抑える。すでにこのプレドープ方法で特許を取得している。佐藤正春社長は「シリコンの弱点を補いながら、リチウムイオン電池の容量を引き上げることができる」と胸を張る。

ドローン向けの市場を想定

投入する市場はドローンを想定する。新エネルギー・産業技術総合開発機構（ＮＥＤＯ）の支援を受け、小型ドローン向け電池のサンプルを開発した。実証実験では、飛行時間をドローンに付属する既存の電池に比べ、１．７倍に伸ばすことができた。すでに試作品は完成済みで、ＮＥＤＯの支援で量産技術の確立を目指す。同時に電池製造の委託先の選定を進め、自社での小規模生産ラインの構築も進める。

レアメタル（希少金属）を使わない正極材料も開発する。多電子反応するチオアミン材料の実用化を目指す。この正極とリチウム金属の負極を組み合わせる。ソフトバンクと共同開発を進める。高高度プラットフォーム（ＨＡＰＳ、基地局搭載の無人飛行機）向けとして２７年ごろの実用化を目指す。佐藤社長は「ドローンやＨＡＰＳではサイクル回数よりも電池の容量が求められる」と語り、電気自動車（ＥＶ）向けよりも開発難易度は高くないと強調する。今後はベンチャーキャピタル（ＶＣ）などからの資金調達を行い、実用化を加速させたい考えだ。