ボディと電池を一体化する「構造体電池」を開発――バッテリーの重量を実質ゼロに

Illustration: Yen Strandqvist

脱炭素社会の実現を目指し、自動車、船舶、航空機などのゼロエミッション化が求められている。これらの乗り物を電動化する上での課題のひとつが電池の重量だ。

電池重量の課題の解決に向けて、スウェーデンのチャルマース工科大学とスウェーデン王立工科大学の研究チームは、例えば自動車のボディを電池と一体化するような、乗り物の構造に組み込む「構造体電池（structural battery）」を開発した。新しい電池は、炭素繊維で作られた負極と、リン酸鉄リチウムでコーティングされたアルミホイルで作られた正極を備え、セパレーターには、グラスファイバーファブリックが使われている。チャルマース工科大学は、電池が耐荷重構造の一部となるため、電池の重量は実質的にゼロとみなすことができる、としている。

構造体電池の開発は2007年から行われていたが、優れた電気的特性と機械的特性の両方を備えた電池を作ることは難しかった。新しい電池は、電気エネルギー貯蔵量、剛性、強度の点でこれまでにない特性を備えているという。この電池のエネルギー密度は24Wh/kgで、現在入手可能な同等のリチウムイオンバッテリーと比較して20％程度の容量だ。電気自動車の場合、車両重量を大幅に減らすことができるため、走行に必要なエネルギーが少なくてすみ、エネルギー密度が下がるので安全性が向上する。また、構造体型電池は25GPaの剛性を備え、これは一般的に使用されている建設資材に比べ遜色ない性能だという。

プロジェクトを率いたチャルマース工科大学のLeif Asp教授は、「次世代の構造体電池は、素晴らしい可能性を秘めている。コンシューマーテクノロジーに関して言えば、数年以内に半分の重さで遙かにコンパクトなスマートフォン、ラップトップ、電動自転車などが登場する可能性がある」と評価している。

ボディと電池を一体化する「構造体電池」を開発――バッテリーの重量を実質ゼロに