一次電池の今後5年間：広い動作温度範囲が付加機能から必須機能へと変化する理由
世界的なエネルギー転換とスマートデバイスの普及という二つの要因に牽引され、一次リチウム電池市場は根本的な価値構造の変化を遂げています。この着実な成長の背景には、幅広い温度範囲での性能が、あれば便利な機能から市場参入に必須の要件へと急速に進化しているという現状があります。
近年、一次リチウム電池の世界市場は着実に拡大を続けています。マイクロエレクトロニクスシステム向け電源ソリューションの主要サプライヤーであるPower Glory社は、アプリケーションシナリオが民生用電子機器から産業用および車載用分野へと移行するにつれて、極端な温度環境下での電池の信頼性に対する需要が急激に高まっていることを指摘しています。従来のCRシリーズコイン型電池は通常-20℃～70℃の範囲で動作しますが、これは民生用電子機器の時代には十分であったものの、車載用電子機器、屋外IoTデバイス、産業用センサーといった新たなアプリケーションでは不十分です。温度がこの標準範囲を超えると、内部抵抗が急上昇し、放電効率が急激に低下します。
近年、我が国のリチウムイオン電池輸出は、数量と金額の両面で顕著な成長傾向を示しており、輸出額の伸び率は数量の伸び率を上回っています。これは、ハイエンド製品のシェア拡大を明確に示しています。従来型の一次リチウムイオン電池製品が国際市場でシェアを維持するためには、海外ブランドと技術仕様面で真っ向から競争する必要があり、幅広い温度範囲での動作能力が、この競争において最も重要な分野となっています。
広範囲の温度範囲での性能が、付加価値から必須要件へと変化したのは、複数の最終市場セクターの協調的な動きによるものです。新エネルギー車、産業用IoT、エネルギー貯蔵という3つの主要なアプリケーション分野からの旺盛な需要に後押しされ、温度適応性は譲ることのできない重要な要件となっています。
新エネルギー車に搭載されるTPMS（タイヤ空気圧監視システム）は、広範囲の温度に対応するバッテリーの最も典型的な用途の一つです。タイヤ内部に取り付けられたTPMSセンサーは、気温が-40℃まで下がることもある中国東北部の極寒地でも確実に機能する必要があり、さらに夏の高速走行時にはタイヤ内部の温度が125℃に達することもあるため、その温度にも耐えなければなりません。
産業用IoT（IIoT）は、これまでとは異なる次元の課題を提示します。灼熱の夏の太陽にさらされる橋梁に設置される全天候型の屋外交通監視センサーや構造健全性監視装置から、極寒地の倉庫や物流で使用される電子追跡端末に至るまで、デバイスは非常に広い温度範囲で確実に動作する必要があります。
さらに、再生可能エネルギーの世界的な設備容量が拡大し続けるにつれ、エネルギー貯蔵システム向けの広温度範囲対応バッテリーの需要が加速しています。屋外エネルギー貯蔵システムは極寒から酷暑まで幅広い環境下で稼働するため、広い温度範囲での性能がその可用性と寿命を直接左右します。
パワーグローリーにおける技術革新
技術的な観点から見ると、パワーグローリーの広温度範囲バッテリーの開発は、単なる配合調整にとどまらず、電解液の最適化、電極材料の改良、封止構造の設計など、一連の体系的な革新を伴うものです。
当社は、広範囲の温度用途分野において確固たる技術基盤を確立しています。当社独自のCR-HTシリーズリチウムマンガンコインセルは、-40℃～125℃という超広範囲の動作温度範囲を特長とし、高温性能劣化率は業界平均を下回り、年間自己放電率は1%未満です。
パワーグローリーにとって、これは挑戦であると同時にチャンスでもある。
かつて、広範囲の温度に対応するバッテリーは、ごく一部のハイエンド製品にのみ備わる技術的な特長に過ぎませんでした。しかし今日では、スマートデバイスは、極寒の北極圏から灼熱の赤道地域、交通量の多い高速道路からIoT時代の相互接続されたスマートファクトリーまで、地球上のあらゆる場所に浸透しています。
現在から振り返ってみると、広範囲の温度範囲に対応できる能力が、オプションの利点から必須要件へと変化したことは紛れもない事実です。パワーグローリーにとって、これは課題であると同時にチャンスでもあります。
