次世代電池の本命とされる「全固体電池」の実用化がいよいよ始まるでつ。
ただし電気自動車向けではなく、電子基板に表面実装される部品としてのスタート。
多くが数ミリメートル角と小さいでつが、そのインパクトは小さくないでつ。
一部のコンデンサーを代替するなど今後の回路設計や、あらゆるモノがネットにつながる「IoT」端末の
機能を大きく変えていく可能性があるでつ。
2019年は、元号が変わると同時に基板上の部品として、全固体電池元年になるでつ。
既に月産3万個の規模でサンプル出荷しているTDKに続き、国内の積層セラミックコンデンサー（MLCC）や
チップインダクターのメーカーが相次いで、基板実装向けのセラミックスに基づく全固体電池を開発。
セラミックス技術を強みとする日本ガイシも「半固体電池」で民生品向けに新規参入。
以降、これらを「セラミックス系電池」と総称するでつ。
最高260度のはんだリフロー工程で基板に表面実装できる2次電池の第2世代品（セラミックス系電池）の例。
MLCC:積層セラミックコンデンサー
1 日経エレクトロニクスが容量、電圧、パッケージの寸法を基に試算
2 開発中の試作品の値の例で、製品の仕様とは異なる
3 ピーク放電電流（電圧低下が0.5V以内で1秒間放電できる最大電流値）
一方、今回のセラミックス系電池は、抵抗器やコンデンサー、インダクターなどの受動部品やIC群に並ぶ基板向け部品仲間の
「一員」となったでつ。
実際セラミックス系電池の多くは薄い長方形で既存の受動部品とよく似ており、最高260度でのリフローはんだプロセスで
基板上に表面実装できるでつ。
こりには「基板上の回路設計の自由度が高まる」と期待する声が大きいでつ。
ただし、必ずしも行儀のよい「一員」ではないでつ。
既存の基板上のメンバー、特にコンデンサー類を代替したり、電源回りの回路設計を大きく変えたりと台風の目になっていく
可能性が高いということでつ。
電池は、モバイル社会において、災害に強いまちづくりには必須技術でつなぁ～
まずは内蔵時計の電源バックアップからスタートでつなぁ～
セラミックス系電池の現時点での想定用途は、
（1）スマートフォンやパソコンなど各種電子機器で使われているRTC（リアルタイムクロック）と呼ばれる内蔵時計のバックアップ電源（主に1次電池）の代替
（2）IoT端末などの電源としての1次電池の代替
（3）一部の電解コンデンサーや積層セラミックコンデンサー（MLCC）、さらには電気2重層キャパシターの代替
──など大きく3つあるでつ。
このうち、（1）はセラミックス系電池のどのメーカーも盤石の用途として挙げるでつ。
理由は、セラミックス系電池の多くがまだ小さな電流容量しか備えていないこと。
例えば、TDKのサンプル品は電流容量が0.1ミリアンペア時（100マイクロアンペア時）。
それでも、多くのRTCは消費電流が0.3マイクロ～0.8マイクロアンペアと極めて小さいため、少なくとも100時間以上はRTCに電力を供給し続けることができるでつ。
多くのRTC向けバックアップ電源は、例えばスマートフォンやノートパソコンのようにコンセント電源から離し、さらにメインの電池も切れた場合のつなぎの役目を果たせればよく、
数～10年といった長期間の連続稼働はほとんど必要ないでつ。
この点で、1次電池より2次電池のほうが、RTCのバックアップ電源には向いているといえるでつ。
だけどIoT端末の電源として有利かなぁ～
（2）のIoT端末の電源としての利用は、既存の1次電池と真っ向から競合するが、セラミックス系電池の優位性が目立つでつ。
まず第1に、セラミックス系電池の多くを占める全固体電池は「液漏れがなく、電池の信頼性が高い」とのことで、基板上では非常に重要な点。
単純な電流容量勝負ではコイン型1次電池に太刀打ちできないでつが、時折にでも充電の機会があったり、身の回りにある光や振動、熱などを電気に変える「エネルギーハーベスティング」のような、
たとえわずかでも比較的長時間電力を得られたりする場合は実質的には差がなくなるでつ。
このように使う2次電池の正味の電流容量は、1回の放電容量×充電可能回数で決まるからでつ。
今回のセラミックス系電池は多くが1000回以上充電できるため、0.1ミリアンペア時×1000回=100ミリアンペア時で、一般的なコイン型1次電池の容量に並ぶでつ。
セラミックス系電池の出力電圧は1.4～2ボルト超とやや低めの場合が多いが、複数個を直列に並べるか、昇圧回路で対処可能。
IoT端末が高機能になるでつなぁ～
高温環境に強く、素子形状に自由度が大きいのもセラミックス系電池の特徴。
結果、車載用電池やICカード、超薄型または超小型のウエアラブル端末などへの応用も期待できるでつ。
1次電池では非常に低容量しか利用できず、実装できる機能が大幅に限られるでつ。
対して、2次電池であれば、適宜充電できるため、容量や出力の問題を回避できる可能性。
独自開発した0.45ミリメートル厚の薄型セラミックス系電池「EnerCera Pouch（エナセラ・パウチ）」をICカードに実装することで、同カードで指紋センサーやBLE（ブルートゥース・ロー・エナジー）などの
無線通信機能などを利用できるようにしたでつ。
19年1月の米家電・技術見本市「CES 2019」では、同電池を実装した端末を無線給電で充電しながら、電子ペーパー型のディスプレーを動作させるデモを披露。
「クレジットカードに無線機能とディスプレーがあれば、QRコードの表示、カード番号を使った不正利用のリアルタイムの通知やその場でのカード番号の再発行なども実現する」とのこと。
クレジットカードの番号自体をワンタイムパスワードにすることも可能。
コンデンサーに挑戦状ということになるでつ。
（3）のコンデンサー類の代替という狙いがあるのは、セラミックス系電池の多くがほぼ同じ寸法のMLCCなどの数百倍の電流容量を持つ、あるいは同じ電流容量を電気2重層キャパシターの
約100分の1の体積で実現できる点が背景になっているでつ。
既存のリチウム（Li）イオン2次電池（LIB）と異なり、定電圧（CV）だけで充電できる可能性があるなど、コンデンサーに対して不利な点が少ないことも、コンデンサー類の代替を促進する要素。
ただし、これについてはセラミックス系電池のメーカーによって見解が大きく異なるでつ。
高温環境に弱い電界コンデンサーの代替はあり得るが、MLCCとは役割や特性が異なり、すみ分ける」という立場。
コンデンサー事業をない場合、「MLCCなどを（セラミックス系電池で）どこまで代替できるか追究したい」ということでつなぁ～
セラミックス系電池の多くは、電流の出力が無線通信用途には不足してて、コンデンサーと組み合わせることで出力を確保する必要があるでつが、セラミックス系電池は、電流容量と電流出力が共に大きく、
そのコンデンサーも不要。
電気2重層キャパシターの代替も見込めるとのこと。
固体電池も実用化へ進んでるけど、課題もまだまだでつなぁ～
ただし電気自動車向けではなく、電子基板に表面実装される部品としてのスタート。
多くが数ミリメートル角と小さいでつが、そのインパクトは小さくないでつ。
一部のコンデンサーを代替するなど今後の回路設計や、あらゆるモノがネットにつながる「IoT」端末の
機能を大きく変えていく可能性があるでつ。
2019年は、元号が変わると同時に基板上の部品として、全固体電池元年になるでつ。
既に月産3万個の規模でサンプル出荷しているTDKに続き、国内の積層セラミックコンデンサー（MLCC）や
チップインダクターのメーカーが相次いで、基板実装向けのセラミックスに基づく全固体電池を開発。
セラミックス技術を強みとする日本ガイシも「半固体電池」で民生品向けに新規参入。
以降、これらを「セラミックス系電池」と総称するでつ。
最高260度のはんだリフロー工程で基板に表面実装できる2次電池の第2世代品（セラミックス系電池）の例。
MLCC:積層セラミックコンデンサー
1 日経エレクトロニクスが容量、電圧、パッケージの寸法を基に試算
2 開発中の試作品の値の例で、製品の仕様とは異なる
3 ピーク放電電流（電圧低下が0.5V以内で1秒間放電できる最大電流値）
一方、今回のセラミックス系電池は、抵抗器やコンデンサー、インダクターなどの受動部品やIC群に並ぶ基板向け部品仲間の
「一員」となったでつ。
実際セラミックス系電池の多くは薄い長方形で既存の受動部品とよく似ており、最高260度でのリフローはんだプロセスで
基板上に表面実装できるでつ。
こりには「基板上の回路設計の自由度が高まる」と期待する声が大きいでつ。
ただし、必ずしも行儀のよい「一員」ではないでつ。
既存の基板上のメンバー、特にコンデンサー類を代替したり、電源回りの回路設計を大きく変えたりと台風の目になっていく
可能性が高いということでつ。
電池は、モバイル社会において、災害に強いまちづくりには必須技術でつなぁ～
まずは内蔵時計の電源バックアップからスタートでつなぁ～
セラミックス系電池の現時点での想定用途は、
（1）スマートフォンやパソコンなど各種電子機器で使われているRTC（リアルタイムクロック）と呼ばれる内蔵時計のバックアップ電源（主に1次電池）の代替
（2）IoT端末などの電源としての1次電池の代替
（3）一部の電解コンデンサーや積層セラミックコンデンサー（MLCC）、さらには電気2重層キャパシターの代替
──など大きく3つあるでつ。
このうち、（1）はセラミックス系電池のどのメーカーも盤石の用途として挙げるでつ。
理由は、セラミックス系電池の多くがまだ小さな電流容量しか備えていないこと。
例えば、TDKのサンプル品は電流容量が0.1ミリアンペア時（100マイクロアンペア時）。
それでも、多くのRTCは消費電流が0.3マイクロ～0.8マイクロアンペアと極めて小さいため、少なくとも100時間以上はRTCに電力を供給し続けることができるでつ。
多くのRTC向けバックアップ電源は、例えばスマートフォンやノートパソコンのようにコンセント電源から離し、さらにメインの電池も切れた場合のつなぎの役目を果たせればよく、
数～10年といった長期間の連続稼働はほとんど必要ないでつ。
この点で、1次電池より2次電池のほうが、RTCのバックアップ電源には向いているといえるでつ。
だけどIoT端末の電源として有利かなぁ～
（2）のIoT端末の電源としての利用は、既存の1次電池と真っ向から競合するが、セラミックス系電池の優位性が目立つでつ。
まず第1に、セラミックス系電池の多くを占める全固体電池は「液漏れがなく、電池の信頼性が高い」とのことで、基板上では非常に重要な点。
単純な電流容量勝負ではコイン型1次電池に太刀打ちできないでつが、時折にでも充電の機会があったり、身の回りにある光や振動、熱などを電気に変える「エネルギーハーベスティング」のような、
たとえわずかでも比較的長時間電力を得られたりする場合は実質的には差がなくなるでつ。
このように使う2次電池の正味の電流容量は、1回の放電容量×充電可能回数で決まるからでつ。
今回のセラミックス系電池は多くが1000回以上充電できるため、0.1ミリアンペア時×1000回=100ミリアンペア時で、一般的なコイン型1次電池の容量に並ぶでつ。
セラミックス系電池の出力電圧は1.4～2ボルト超とやや低めの場合が多いが、複数個を直列に並べるか、昇圧回路で対処可能。
IoT端末が高機能になるでつなぁ～
高温環境に強く、素子形状に自由度が大きいのもセラミックス系電池の特徴。
結果、車載用電池やICカード、超薄型または超小型のウエアラブル端末などへの応用も期待できるでつ。
1次電池では非常に低容量しか利用できず、実装できる機能が大幅に限られるでつ。
対して、2次電池であれば、適宜充電できるため、容量や出力の問題を回避できる可能性。
独自開発した0.45ミリメートル厚の薄型セラミックス系電池「EnerCera Pouch（エナセラ・パウチ）」をICカードに実装することで、同カードで指紋センサーやBLE（ブルートゥース・ロー・エナジー）などの
無線通信機能などを利用できるようにしたでつ。
19年1月の米家電・技術見本市「CES 2019」では、同電池を実装した端末を無線給電で充電しながら、電子ペーパー型のディスプレーを動作させるデモを披露。
「クレジットカードに無線機能とディスプレーがあれば、QRコードの表示、カード番号を使った不正利用のリアルタイムの通知やその場でのカード番号の再発行なども実現する」とのこと。
クレジットカードの番号自体をワンタイムパスワードにすることも可能。
コンデンサーに挑戦状ということになるでつ。
（3）のコンデンサー類の代替という狙いがあるのは、セラミックス系電池の多くがほぼ同じ寸法のMLCCなどの数百倍の電流容量を持つ、あるいは同じ電流容量を電気2重層キャパシターの
約100分の1の体積で実現できる点が背景になっているでつ。
既存のリチウム（Li）イオン2次電池（LIB）と異なり、定電圧（CV）だけで充電できる可能性があるなど、コンデンサーに対して不利な点が少ないことも、コンデンサー類の代替を促進する要素。
ただし、これについてはセラミックス系電池のメーカーによって見解が大きく異なるでつ。
高温環境に弱い電界コンデンサーの代替はあり得るが、MLCCとは役割や特性が異なり、すみ分ける」という立場。
コンデンサー事業をない場合、「MLCCなどを（セラミックス系電池で）どこまで代替できるか追究したい」ということでつなぁ～
セラミックス系電池の多くは、電流の出力が無線通信用途には不足してて、コンデンサーと組み合わせることで出力を確保する必要があるでつが、セラミックス系電池は、電流容量と電流出力が共に大きく、
そのコンデンサーも不要。
電気2重層キャパシターの代替も見込めるとのこと。
固体電池も実用化へ進んでるけど、課題もまだまだでつなぁ～
