図1　Ilika社CEOのGraeme Purdy��(左)とCSO（Chief Scientific Officer）のBrian Hayden��(��)

�]��の電解��を使わずに�w��電解��を��いたのは、�W��性が高いだけではない。�O己放電が少なく��命が長い、薄膜をベースにしているので��積が半分以下と小型･薄型化が可�Δ砲覆襦�充放電可�Δ�2次電池である。このほどライセンス可�Δ淵丱奪謄蟠\術を�o開したのは商���@「Stereax M250」と�}ぶ、エネルギー250μAhのバッテリ�\術である。

Liイオンセルは、充電時にLiイオンがカソードからアノードへ�‘阿垢襪海箸砲茲辰�Liイオンがアノード電極に�遒蟾�む。放電時にはアノード電極に入っているLiイオンがカソードに�‘阿垢觧�に電子が外�陲卜�れる。Li原子が�^発などで失われないようにすることがLiイオン電池のカギとなる。

Ilikaが�w��電解��の2次電池を開発できたのは、さまざまな材料の組み合わせ実�xを1�vで済ますことのできる化学材料開発�}法、すなわちコンビナトリアル�\術を�eっているためである(参考�@料1)。アノード(負極)にはアモーファスSi、カソード(��極)にはLiCoOを��いた。��来の���w��リチウムイオン電池では、アノードにLi3PO4（リン�┘螢船Ε�)を使っていたが、今�vその材料を�jきく変えた。アモーファスSiはLiPO電極と違い、カソードからたどり��いたLiが�^発しにくいが、充放電サイクルが�]い、という�L点があった。膜厚がバラつき、薄い所と厚い所が�擇検�薄い所から�sれてしまったからだ。また、��来のLCOにはスッパタ後の800℃という高�a処理が��要だった。アモーファスSiの�L点を�ﾀKするため均�kな膜厚・膜��を形成することが求められる。均�kな厚さに形成することは�~単ではないが、同社には秘策がある。

同社のコンビナトリアル�\術に使うチャンバのEガンによる�^��機がそれだ。��来のLiCoOカソードはスパッタリングで作られており、高�a(800℃)でポストプロセス処理を行うと、Liが�^発して�sけることが�Hかった。今�vのアモーファスSiを使っているため、Liは�^発しにくい。しかし、��来�桔，妊▲癲璽侫．�Siを形成しようとすると、均�kな厚さを確保することが�Mしかった。今�vはIn-Situモニタリング（チャンバ内で厚さをモニターする�\術）しながら�U御できるようにした、とHayden��は語る。このため電解��も薄く形成でき、高いイオン電導度を�uることができたという。この�T果、薄くて均�kで、高����なアモーファスSiと電解��薄膜を形成できるようになり、高い伝導度が�uられるようになり、エネルギー密度も向�屬靴拭ＹJ�Tの�w��電解��のバッテリよりも40%改��したという。

最初のライセンス可�Δ福�Stereax M250」では、動作�a度が-20℃〜100℃と広いうえに、260℃のハンダ�a度にも耐えるとしている。今�vの����は1層のセルしかないが、これをスタックすることで電��を�屬欧討い�こともできる。�H層に積む場合でも厚くならない(図2)。セルごとの封�V膜が要らないからだ。また、Liの�^発がないため、��命が長いだけではなく、充放電サイクルも�\えた。加�]試�xによる充放電サイクルは1万�vをクリアしたという。��来のLiイオン電池だとせいぜい1000�v��度しかない。例えばスマートフォンは毎日充電するとしても1�Qで365�vだから3�Qがせいぜいだが、1万�vはその10倍の30�Q�Zくもつという�T味である。だから「IoT端��やセンサ端��に応��できる」とPurdy��は言う。

図2　セルを3個��度�e積みしても厚さは1セルとほとんど変わらない　出�Z：Ilika

今後のロードマップとして、3つの�妓�性があるとPurdy��は語る。�kつは��来の�C積1cm2を1辺数mmとICチップ並みに集積できる�jきさにすることだ。プロセスはCMOSと互換性があるため、RFを含むCMOS�v路とバッテリ、ソーラーセルを�k��化すれば、IoT端��として10�Q間メンテナンスフリーできることを狙っている。今�vはガラス基���屬縫丱奪謄螢札襪魴狙�したが、Siウェーハ�屬忘遒襪海箸盥佑┐討い�。

もう�kつは�j容量化だ。スタックすることで電��を�nぐことができる。IoTセンサによっては、もっと�jきな消�J電��を��要とするものもある。

��つめは高�a使��である。�O動�Z向けには125℃まで�屬欧燭�。��来の電解�]だとLiイオンが�{�_するため、使���a度を�屬欧襪海箸呂任�なかったが、�w��電解��ではそのような�U限がないため、原理的には可�Δ任△�。

同社は、研�|開発企業であり、��業�^のほとんどがPh D(�F士��)を�eつ。モノづくりはするが、量��はしない。このため、ビジネスモデルはIPビジネスのARMやImagination Technologiesと同様、ライセンス供与とロイヤルティ収入、サービス収入の3本立てを���Tしている。研�|開発と量��をつなぐ�\術を�eつ日本企業とのパートナーシップを望んでいる。

参考�@料
1. 新材料を�]時間で開発できるコンビナトリアル�}法で�jきな�i進 (2015/07/01)