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ソニー、一般家庭1日分の電力が貯められるリチウムイオン蓄電システム公開

〜“秘伝のタレ”で5,000サイクルの長寿命
リチウムイオン電池の蓄電システム

 ソニーエナジー・デバイスは12日、福島県本宮市の本宮事業所にて、リチウムイオン電池ビジネスの事業説明会を実施。その中で、一般家庭1日分の電力が貯められる、リチウムイオン電池の蓄電システムの試作機を参考展示した。


1日の家庭の電気がまかなえるリチウムイオンの蓄電池

参考展示されたリチウムイオン蓄電池。電池容量は合計9.6kWh

 今回公開された蓄電システムの試作機は、ソニーが4月に発表・出荷を開始したリチウムイオン電池の蓄電モジュール「IJ1001M」を利用したもの。IJ1001Mは1.2kWhの電池容量を備えており、長寿命と高い安全性能、1時間で90%以上という急速充電性能を特徴としている。また、モジュール同士を複数接続することで、用途にあわせて電圧や容量のカスタマイズも可能となる。

 試作機ではIJ1001Mを8台連結することで、合計の電池容量を9.6kWhとしている。同社では、「一般家庭の1日の消費電力量を約8kWhとして、この蓄電システム1台でまかなえる」としている。

 試作機ではまた、事業所の屋外にある太陽電池から充電し、貯めた電力を館内の照明に利用するデモも実施された。太陽光発電パネルの定格出力は5kW。

 システムは8台のIJ1001Mのほかに、全体の運転を統括するコントローラー、直流の電気を交流に変換するインバーターも搭載されている。電化製品を使用する場合には、本体後部にある用意タップにコンセントを接続する。出力は正弦波。

ソニーの蓄電モジュール「IJ1001M」を電源として使用する 運転を統括するコントローラ
直流の電気を交流に変換するインバーター IJ1001Mは用途に合わせて台数など構成が変えられる点も特徴となる
太陽光発電システムを利用した充電もできる。写真は充電状況を示すモニター 本宮営業所の外に設置された、出力5kWの太陽光発電パネル 太陽光で蓄えた電気は、公開スペースの照明として使用された

 別の試作機として、IJ1001Mを2台搭載した、容量2.4kWhタイプも参考展示された。こちらは本体にモニターが備えられており、バッテリーの使用可能時間や充電のパーセンテージなどが表示できる。主にオフィスでの使用が想定されており、デスクの下に入れて使用できる。

 同社では、1台のパソコンを20時間以上稼動(消費電力100Wの場合)できるだけの電池容量を備えるとしている。会場では、薄型テレビとパソコン、扇風機を、蓄電池からの給電で稼動していた。

容量2.4kWhタイプの蓄電池 会場では蓄電池の電気を使って、扇風機とパソコン、モニターを同時に使用していた 電化製品は、本体背部の電源コネクタに接続する
本体のモニターで運転状況を表示する。写真は電池残量表示 充電状況の表示 サイクル回数や電池の温度など、より詳細な運転状況を示す機能もある
スピーカーやデスクトップパソコンのようにも見えるが、実はIJ1001Mが一台だけ搭載された蓄電池

 もっとも容量が少ないタイプとしては、IJ1001Mが1台だけ搭載された蓄電システムも公開された。こちらはスピーカーやデスクトップパソコンのようなケースの中に入っており、すぐには蓄電池と気づきにくいデザインとなっている。


ソニーのリチウムイオン電池は“秘伝のタレ”採用。5,000サイクルの利用も

ソニー常務執行役員SVP プロフェッショナル・デバイス&ソリューショングループ デバイスソリューション事業本部 石塚茂樹本部長

 ソニー常務執行役員SVP プロフェッショナル・デバイス&ソリューショングループ デバイスソリューション事業本部の石塚茂樹本部長は、ソニーのリチウムイオン電池に関する特徴として、「高い安全性」と「長寿命・高信頼性」を指摘した。

 安全性については、材料の不純物を徹底して排除し、また製造工程で異物を発生させず、万が一混在しても、検査工程で異変を検知して市場に出るのを防ぐ「技術・製造・管理」の3点を挙げた。

 「リチウムイオン電池は、高いエネルギーを小さな体積に詰め込んでおり、しかも電解質は可燃性で、取り扱いには非常に注意が必要。2006年に当社はノートパソコン向けのバッテリーについて大規模な市場回収を行なったが、そのときにいろいろな教訓を得た。全社的に細心の注意を払っている」(石塚氏)

 長寿命・高信頼性については、電池の正極材に「オリビン型リン酸鉄」という素材を採用。酸素を放出しにくいため燃えにくく、また結晶構造が強固なため、5,000サイクルでも80%以上の容量が維持できるという。IJ1001Mでも、オリビン型リン酸鉄が採用されている。

 石塚氏によると、オリビン型リン酸鉄を採用した電池は他社でもあるものの、ソニー製品には“秘伝のタレ”と呼ばれる材料・構造上の特徴があるため、同じオリビン型リン酸鉄を採用した電池でも、他社よりもさらに長寿命になるという。

 「電池は使い続ければ必ず劣化するが、市場に投入されているリン酸鉄リチウム2社の製品と比べても、サイクル特性は違う。この差がソニーの“秘伝”の部分、パテント(特許)の部分になる」(石塚氏)

電池の正極材には、長寿命で高信頼性のオリビン型リン酸鉄を採用。ソニーの場合は“秘伝”の手法により、他社製品よりも長寿命という 他社のオリビン型リン酸鉄を採用したリチウムイオン電池との比較。他社が2,000回程度のサイクル回数で能力を落とす中、ソニーは5,000サイクルで80%以上の容量を保持しているという

 石塚氏はまた、蓄電池を購入する際には、メンテナンスや電池の交換費用を含めた“ライフタイムコスト”が重要であることを指摘。「電池のコストパフォーマンスを語る場合、“1Wh当たりいくら”という表現があるが、これはあくまでも初期容量の場合の話。今、何百万円もする電池を載せた電気自動車が出始めているが、何年かすると、電池の性能は落ちる。容量が12Whで2,000回繰り返しできる電池と、初期容量は8Whだが5,000回使える電池となると、10年使った場合で差が出てくる。そうなると、3年で交換するか、10年で交換するか、というのはこれから大事な概念になる」と、繰り返し使用回数におけるソニーのリチウムイオン電池のメリットを強調した。

石塚氏は、蓄電池を導入する際には、メンテナンスや電池の交換費用を含めた「ライフタイムコスト」が重要であることを指摘した。写真のAは鉛電池、Bはリチウムイオン電池を指す 他社リチウムイオン電池と比較した「ライフタイムコスト」の比較

ポリマーセルタイプは“膨らまない”“形が選べる”が特徴

 このほか、スマートフォンなどで多く採用されているラミネート型のリチウムイオン電池「ポリマーセル」の特徴については、膨れにくく、自由なサイズが選べる点がメリットであるとアピールした。

 「あまり知られていないかもしれないが、ポリマー型の電池は使っていると少しずつ膨らんでくる。しかしソニーの電池は特殊なゲルを使っており、他社と比べてもふくらみが抑えられている。また、小さな電池や大きな電池など、機器に合わせた多様なバリエーションが作れる点も特徴」(石塚氏)

 ポリマーセルでは新たに、EV(電気自動車)向けのリチウムイオン電池も開発が進められているという。導入時期は「2010年年代半ば」(石塚氏)の予定。定置型の蓄電にも応用できるとしている。

ラミネート型のポリマーセルは、スマートフォンで多く採用されている ソニーのポリマーの特徴について、石塚氏は「膨らみにくい」「自由なサイズ」の2点を強調 機器に合わせてさまざまな形状に作り替えられるという

地震と津波で被害を受けた多賀城事業所から、バッテリーの電極製造を移管

 説明会ではまた、東日本大震災により被害を受けたソニーエナジー・デバイス社の各事業所の復旧状況についての説明も行なわれた。同社では、宮城県の多賀城市と登米市、福島県の本宮市と郡山市、栃木県の栃木市と鹿沼市に計7つの事業所を設けているが、震災によって建物の天井が落ちるなどの被害が発生し、一時操業を停止。その後、福島県と栃木県の事業所では4月中に通常稼動、宮城県でも一部で営業を再開している。

 しかし多賀城事業所については、地震に加え津波の影響により、建物と設備に甚大な被害が発生。そのため、バッテリー電極の生産を本宮に、プロジェクターで使用される無機偏光板を登米に、それぞれ移管する。多賀城についてはブルーレイディスクなどディスクメディア、磁気テープの生産を継続するとともに、敷地の一部は、地域事業復興の場として地域に無償で提供される予定。

 説明会が実施された本宮営業所では、新設された4号館にて、多賀城から移管となったバッテリー電極の製造を行なう。4号館の建物西側が正極、東側が負極を製造するラインとなっており、いずれも3階で投入した材料を2階で混合し塗布、1階でプレスして出荷するという手順となる。

ソニーエナジー・デバイス社の各事業所は、東日本大震災の被害を受けた 各事業所の被災・復旧状況。被害が甚大だった多賀城を除き、多くの事業所で通常稼働となっている 多賀城事業所における、電池の電極の製造は、本宮営業所に移管された
新設された本宮営業所の4号館 リチウムイオン電池の内部構造





(正藤 慶一)

2011年7月13日 13:25