Ecological Company Special 〜環境経営の現場から〜

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革新的なバッテリー技術とビジネスモデルでIoT時代の社会インフラを支える

革新的なセパレータ(絶縁体)技術を核とした次世代電池の開発で、世界の注目を浴びる株式会社スリーダム。実用化が困難とされていた高エネルギー密度かつ信頼性の高いリチウム金属負極二次電池や固体電池の実現に寄与する同社の技術とビジネスモデルについて、代表取締役社長の松村正大氏にお話を伺いました。

貴社の事業概要をご紹介いただけますか。

我々は、首都大学東京の金村聖志教授の研究成果「3DOMセパレータ」技術を中心に、来るべきIoT社会に欠かせない高エネルギー密度かつ信頼性の高いリチウム金属負極二次電池や固体電池といった次世代電池を実用化し、エネルギー問題や環境問題へのサステナブルなソリューションを提供することをミッションとしています。

日本はモノづくり大国といわれますが、「よいものをつくれば売れる」という神話は終焉を迎えたと、私は考えています。よいものをつくるのは当たり前で、そのコアな技術を使ったビジネスモデルまで構築しなければ、これからの時代は勝ち残れません。我々の次世代電池はIoT時代のコアになる技術であり、これをベースにした新たな「エネルギー・プラットフォーム」を構築することで事業を成長させ、社会の持続可能な発展に貢献したいと考えています。

3DOMセパレータのメカニズムを紹介してもらえますか。

まずリチウムイオン二次電池の構造を理解していただく必要があります。一般的な二次電池は、正極板と負極板、セパレータ、そして電解液で構成されています。正極と負極の間にあるセパレータは正極と負極が直接触れないように絶縁体の役割を果たすと同時に、複数の孔が開いていて、そこをリチウムイオンが通り抜けて行き来することで充放電が行われます。

今、世界規模で電気自動車やスマートフォン、ドローン、ロボット等が普及するのに伴い、よりエネルギー密度の高い、また信頼性の高いバッテリーが求められています。その中でも特に注目されているのがリチウム金属負極二次電池です。負極にリチウム金属を使うこの電池はエネルギー密度を飛躍的に高められることから世界中で研究開発が進められていますが、いまだ実用化されていません。その最大の理由が「デンドライト」という、電池内部の負極上に生成されるリチウム金属の結晶が析出する現象です。リチウム金属負極二次電池は充放電を繰り返すと、負極から発生したデンドライトがセパレータを貫通し正極側へ到達することで短絡(ショート)してしまい、発火や爆発の原因となります。世界中の研究者がチャレンジしても、この問題に対する決定的な解決策は見いだせていません。

汎用セパレータと3DOMセパレータの比較

「3DOMセパレータ」はリチウム金属負極二次電池のデンドライト問題を解決する有効な手段として特に注目されています。最大の特徴は、微細な孔が規則的に並ぶ構造です。従来のセパレータは孔が不揃いなため、反応に偏りが生じやすく、これがデンドライトの生成・伸長の主な原因となっていました。

これに対し「3DOMセパレータ」は、孔が均一で反応に偏りが生じないためデンドライトが発生しにくいことが特徴です。また、複数の孔が重なり合う六方最密構造のため、仮にデンドライトが発生しても途中で壁にぶつかり、その伸長を防ぐことができます。このように2段階でデンドライトの課題を解決し、ようやくリチウム金属負極二次電池の実現にめどがつきました。

このように「3DOMセパレータ」に優れた機能があることはわかっていましたが、構造が複雑なため大量生産が困難でした。しかし、我々はこれまで試行錯誤を繰り返し、ついにこの課題を克服し、量産化への道筋を拓きました。これにより、いよいよ次世代電池が現実のものとなりつつあります。

3DOMセパレータを用いたリチウム金属負極二次電池が実現すると、どのような未来が訪れるのでしょうか。

よく例に挙げるのはスマートフォンの充電です。これまで容量を増やすには大きな電池を使うしかなく、サイズや重さがネックでしたが、リチウム金属負極二次電池が実用化されれば、サイズや重さを変えずにスマートフォンの充電は2、3日に1回で済むようになるでしょう。また、バッテリーの重量と容量の問題で航続距離を伸ばせなかったドローンは、リチウム金属負極二次電池で長距離飛行が可能になり、物流等で活用される等、利用の幅が広がるようになるでしょう。

ほかにも、電気自動車の航続距離も飛躍的に伸びますし、環境規制強化により今後必須となる船舶電動化にも貢献する等、各分野でブレークスルーとなる可能性が期待されています。

バッテリーのリース、エネルギー・プラットフォーム事業

EVやIoT、ロボットが一般化すると、バッテリーは社会の中核を担う存在になりますね。

現在は、電気を送電線で送ることで社会生活や経済活動が成り立っていますが、実は送電線は維持コストが大きく、人口減少が進むと維持管理が困難になると指摘されています。これを避けるには、オフグリッド化が必然であり、それを技術面で支えるのがバッテリーです。業界では、バッテリーの充放電コストが送電の託送料金を下回る「バッテリー・シンギュラリティ」が、近い将来やってくると予想されています。

その時代になると、バッテリーは我々の生活に欠かせない社会インフラとなるでしょう。そのときバッテリーはユーザーが購入・所有するものではなく、共有するものになります。我々はその未来を予見し、バッテリーを社会インフラとして提供し、使用に応じた課金で利用できる「エネルギー・プラットフォーム」を展開することを目指しています。

2018年12月に株式会社ヤマダ電機さまと立ち上げた合弁会社はこうした取組のひとつで、電気自動車やバッテリーをリースで提供し、エネルギーの使用に応じて課金するビジネスモデルの構築を目指しています。

バッテリーの使用量に応じて料金を支払うとは、ユニークなビジネスモデルですね。

バッテリーを社会インフラ化するには、従来型の大量生産大量消費モデルからの脱却が必要です。そのためにはバッテリーの寿命をいかに延ばすかが課題となります。バッテリーを長寿命化するには、技術面と使用面、両面のアプローチが必要です。技術面では、デンドライトを抑制する「3DOMセパレータ」も長寿命化に貢献するひとつの技術といえます。使用面のアプローチは、たとえば、同じ電気自動車でも、急速充電の回数が多いとバッテリー寿命が短くなってしまうので、いかにしてバッテリーフレンドリーな使い方をしてもらうかが重要です。弊社では、バッテリーの寿命を延ばすべく、バッテリーにやさしい使い方をする方向にユーザーを促す、画期的なビジネスモデルを構築したいと考えています。

劣化後のバッテリーはどうなるのでしょうか。

電気自動車のバッテリーは非常にセンシティブで、たとえば20%程度劣化しただけで交換しなければなりません。ですが、電気自動車で使えなくなっても、ほかの用途でリユースすることができます。我々は、バッテリーはリースで提供するので、一定程度劣化したらこれを回収して、定置型蓄電池(ESS)として二次利用することを計画しています。住宅等に設置される定置型蓄電池は、20%程度の劣化ならば問題なく利用できます。さらに、定置型蓄電池としての寿命を終えたら、もう一度、回収して資源リサイクルすることを計画しています。

アメリカで合弁会社を設立された目的を教えていただけますか。

アメリカやヨーロッパでは、CO2をはじめNOx(窒素酸化物)やSOx(硫黄酸化物)といった環境影響物質に対する海上規制が強化されているので、ハイブリッド船や電動船に対する関心・ニーズが高く、早期に開発したいという要望があります。そこで、我々は北米トップレベルの電動船舶設計・エンジニアリング技術を誇る米Ockerman Automation Consultingと組み、2018年4月に「LAVLE USA, Inc.」を設立しました。同社では、現在Ockermanの設計・エンジニアリング技術と我々のバッテリー技術を組み合わせ、船舶のハイブリッド化や電動化に取り組んでおり、将来的には船舶の自動操舵技術も確立したいと考えています。

次世代電池が実現するとSDGsの達成にも貢献しそうですね。

途上国には、まだ電力関連インフラが整備されておらず不便を強いられている地域が数多くあり、その地域を電化して豊かにすることは、SDGsのゴールに貢献するテーマといえます。途上国の電化は、従来型の大規模な発電所や送電線を建設するより、再生可能エネルギーとバッテリーを必要なエリアに設置する方が、低コストかつ早期に電化できる現実的な手段といえます。石油の輸入は負担が大きく運用も大変ですが、再生エネルギーなら原料費はほぼゼロですから、国家や地域社会の持続的発展にも効果的です。

これからは自分たちの利益のみを追求する時代ではなく、社会にどう貢献するのかがビジネスモデルのコアになっていくと考えています。再生可能エネルギーと高エネルギー密度電池を使って電動モビリティを実現し、IoTで社会のスマート化を加速し、化石燃料に依存しない社会を構築する。それが我々の目指すビジョンです。

会社概要

社名

株式会社スリーダム

所在地

神奈川県横浜市神奈川区守屋町3-9 C号5階

資本金

42億4,000万円(資本準備金を含む)

事業内容

3DOMセパレータを用いた次世代電池の研究開発

TEL

045-548-5708

URL

https://www.3dom.co.jp/