米海軍、素材レベルで爆発を防ぐ「ニッケル3D亜鉛充電池」を開発。2019年実用化予定、リチウムイオン電池代替にも期待

米国海軍研究所(NRL)が、リチウムイオン充電式電池に匹敵するパフォーマンスでしかも破裂・爆発しないニッケル亜鉛充電式電池を開発したと発表しました。

ニッケル亜鉛式の二次電池(充電式電池)はかなり古くから知られています。しかし亜鉛の特性上、充放電を繰り返すと枝状に析出する結晶「デンドライト」が、内部の絶縁物を破って短絡や破裂・爆発を起こす危険性がありました。

NRLが開発したのは、ニッケル-3D亜鉛(Ni-3D Zn)電池と称する充電式電池。デンドライトの析出を防止するために亜鉛の陽(プラス)極を"3Dスポンジ"構造にしたのが大きな改善点です。

ニッケル-3D亜鉛電池は、100回の充放電テストではニッケル水素充電式電池と競合しうる性能を示したとNRLは主張します。一方で、ハイブリッドカーを想定し短時間の高負荷状態を50000回以上散りばめた充放電テストでも、リチウムイオン充電式電池と同等の性能を示したとのこと。さらにニッケル-3D亜鉛電池はリチウムイオン電池よりも軽量に仕上げられるため、EVやハイブリッドカーなら電費面での貢献も期待できそうです。

NRLはニッケル-3D亜鉛充電式電池がすでに実用段階へと移行しており、軍用、民生用問わず亜鉛ベースのアルカリ電池を置き換えるポテンシャルがあると説明します。またNRLのジェフリー・ロング博士は「ニッケル-3D亜鉛充電式電池が単体販売のリチウムイオン電池の代替として、さらにモバイルやウェアラブル製品の内蔵バッテリーとして、または電気自動車にいたるまで、あらゆるエネルギー関連製品に適用できるようになる」とコメントしました。

ニッケル-3D亜鉛方式を採用する新型電池は、サンフランシスコに本拠を置く電池メーカーEnZincが2019年後半にも発売する予定とのこと。

現在主流のリチウムイオン電池はつい最近、フィットネス用リストバンドが爆発する事例があったばかり。最近流行の完全無線イヤホンなども容量こそ小さいながらバッテリーを内蔵しており、もしあれが爆発したら火傷だけではすまないかもしれません。そう考えると、特にウェアラブル分野では今後ニッケル-3D亜鉛充電式電池が使われる可能性がありそうです。

ちなみに、ニッケル亜鉛充電式電池のデンドライト防止については、日本ガイシや日本触媒といった日本企業もそれぞれの持ち味を活かした独自方式を開発、実用化を目指しています。