日本電信電話(株)（NTT）は、存在を意識させることなく周囲に馴染む電池として、光透過性を有する『透ける電池』を作製し、電池動作を確認した。NTTでは、ICTサービスの実現に向けた蓄電池をはじめとする電池に関する研究開発の技術・知見を活かし、研究開発を進めている。今後は、IoTの更なる可能性を拡げるために『透ける電池』を適用できる領域を探索すると共に、性能向上を図る。
成果は、2018年11月29日～30日に開催されるNTT R&Dフォーラム2018（秋）で紹介する。
1.研究の背景
あらゆるものがデバイス化し、ネットワークに接続されているIoTの普及が進んでいる。今後、さらにIoTが普及することで、利便性が向上する一方で、世の中に様々なデバイスが溢れ、デバイスの存在感が増し煩わしさを感じる可能性も考えられる。そこで、デバイスの存在感を抑えるために、これまでは“小型化"、“軽量化"などの取り組みが進められている。
NTTでは、これまで、安心・安全・高信頼な情報流通サービスを提供する為、スマートフォンなどで長時間使用できるように、また、災害時の長時間停電時でも安定に電力を供給できるエネルギー源として使用できるように研究開発を行ってきた蓄電池に関する技術・知見を活かし、これらに加えて新たな観点として“透ける・透明"に着目し、存在を感じさせないデバイス作製の可能性を探索するために、光の透過性を訴求した電池の研究開発を行ってきた。
2.研究の成果
これまでの電池の研究開発は、EV、スマートフォン、ドローン等への適用を指向し、高出力で長持ちする電池を実現するために、より大きな容量、より長い寿命、より高い安全性をめざし、設計されてきた。そのため、従来電池の電極は、金属の集電層上に活物質、導電材、結着剤が混合された合材層が形成され、全体的に黒色で光を透過しない構造が一般的であった。
今回、光透過性の観点で電池を構成する材料と構造に着目し、入射光の吸収と反射を抑制する技術開発を行い、存在感なく周囲に馴染むデバイスをめざした。
・材料選定技術:光の吸収を抑制しやすい材料を電池の電極として選択。
・構造制御技術:光の吸収と反射を抑制しやすい構造になるように、電池の電極を作製。また、適用できる領域を拡げる事をめざし、電極を導電性フィルム上に成膜し、電解質をゲル化することで、“透ける"に加えて、“曲がる"電池を実現。
開発した電池は一辺が9×5cmの長方形。動作確認として、本電池を市販LEDに接続したところ、5分間の点灯を確認している。
具体的な性能として、本電池の光透過特性を分光光度計により評価したところ、平均約25%の透過率を有していることを確認した。この透過率は、向こう側が透けて見える一般的なサングラスの透過率に相当する。また、本電池の充放電性能を評価したところ、平均電池電圧1.7V、放電容量0.03mAh（電流密度0.01mA/cm2）を示すことを確認した。この容量は、一般家庭にある掃き出し窓約1.5個分のサイズで市販のコイン電池CR1025の容量に相当する。さらに、電池は充放電可能な二次電池として動作することを確認しています。充放電を100回繰り返した後でもLED点灯が可能であることを確認している。