図1　英Ilika社セールス担当VPのEmmanuel Till-Vattier��(左)とCSOのBrian Hayden��(��)

Ilika社のテクノロジーは半導��プロセスと同様の薄膜プロセスを使うため、�]��れは��くない。このため最も�W��な�w��薄膜電池である。電池を?y┐n)�作する工��で使う基��はガラスでもシリコンウェーハでも構わない。ここでは厚�?50µmの6インチシリコンウェーハを使っているが、もっと薄い基��でも���]可�Δ澄Ｆ閏劼六邵鄰�のパイロットラインを�eっており、この���]ラインで性�ΑΦ��Δ魍稜Г靴拭�

電池はパッケージ後の最終形��でも1.0mmの厚さしかない。電池として働くアクティブエリアは1cm×1cmで、パッケージ後でも1.4cm×1.4cm��度ですむ。150°Cでの仕様は以下の通り。電流容量は180µAhで、電圧は3.4V、充電時間は90%になるまでわずか1分以下という。ピーク電流は18mA。150°Cでの充放電サイクルはこれまでのところ4000�vは�科�クリアしている。

この薄膜電池は、アノード(負極)、�w��電解��、カソード(��極)の薄膜構�]を積み�_ねていく構�]を採る(図2)。これらの成膜プロセス�\術には電子ビーム�^��法を使っている。アノードには�k般的なリチウムイオン電池と�瑤燭茲Δ丙猯舛鮖箸Δ�、カソードと�w��電解��がリチウムイオン電池とは��く違う。��にカソードにはシリコンを��いている。また��来の���w��電池では、Liイオンが�O�y(t┓ng)に動き�vれるフリーLiイオンを�W(w┌ng)��しているため、きっちりとした封�Vが��要で、外に��れると湿気や空気と��しく反応してしまう�e険があった。今�vの電池ではフリーのLiイオンはなく、Liが合金�X��になっているため、反応しないという。

図2　薄膜を積層する構�]　出�Z：Ilika

電池1層分で3.8Vの出��電圧だが、2層、3層の電池を直�`接��すると、電圧を7.6V、11.4Vへと�屬欧襪海箸�可�Δ澄�スパッタリングとは違い、積層していくうえで下地へのダメージがないため、原理的には何層でも積層できるという。同社は、現在6つの����を�D�uしており、電池内の材料構成と、電池���]工��、電池のセル構�]に関するものだという。

期待される����は、工業��IoTセンサ端��の電源だ。�c�效�IoTの�x場は依��としてまだ見えないが、工業��IoTは工場の機械やインフラ設�△棒���し、それらの����や設�△���命を見積り予防保��（predictive maintenance）を行ったり、����そのもののパラメータを最適化したりする。��実なニーズはあるが、いくつかの�x場調�h会社のレポートとは違い、500億個が2020�Qまでに出荷されるというほどの���]な動きはまだない。

工業��IoTでは、エネルギーハーベスティングと組み合わせてこの���w��薄膜バッテリを使うと威��を発ｧする。�k般に工場の機械や設�◆△泙振��悗篥缶Oなどのインフラ設�△�IoTを設��する場合には、人間の�}が届かないような場所が�Hい。IoT端��を��く場合でも�~単に電池を交換できるような場所に設��する��要がない。�O�y(t┓ng)にどこでも��くことができる。それがエネルギーハーベスティングの最�j(lu┛)の�咾澆任△蝓�電源��の配線もいらない。今�v開発した���w��薄膜電池は、工業��にピッタリの幅広い�a(b┳)度�J(r┬n)囲を�eち、しかも薄い。

図3に��すようにサンプルはパッケージングしてあり、Ilikaはパッケージングした���w��薄膜電池とソーラーパネルを実�△掘▲織屮譽奪肇妊丱ぅ垢倫a(b┳)度を�R定してBluetooth LE（low energy）�v路からデータを飛ばすためのデモキットを作��している。このキットは�x販のIC（Texas InstrumentsやRegadoなど）や����、ソーラーパネル(シャープ)を使って設��した。

図3　ソーラーパネルと組み合わせて���w��薄膜電池を使って�a(b┳)度データをBluetooth LEで送信できる開発キット　ボードの裏にソーラーパネルを張り��けている　出�Z：Ilika

クルマへの応��も期待できるという。クルマには100個ものセンサが搭載されており、これらは��ず配線によってECUとつながっている。このケーブルの�J（ワイヤーハーネス）は�_いため、クルマの�\�Jを�Kくする。クルマはできるだけ軽くしたい。このような要求でしかもミッションクリティカルではない�霾�にセンサ端��（IoT）を設��すればクルマを軽量化できる。クルマと同様に�豢�機も�j(lu┛)量のセンサを使っており、ワイヤーハーネスの問��は�j(lu┛)きい。こういった工業����では戸外にセンサを設��することが�Hく、保�T�a(b┳)度や動作�a(b┳)度は150°C��度が望まれる。

ビジネスモデルは、CPUコアのARMと同様、あくまでもライセンスとロイヤルティだ。量�僯�Δ弊��△魴eつ�j(lu┛)�}企業とパートナーシップを組みたいとしている。���w��薄膜電池の���]法からパッケージングを含む��(sh┫)法まで包括した�\術ライセンスを�Tびたいとする。ビジネスモデルとして、OEMと�k緒にカスタム仕様の電池を開発する場合もある。プロセス����についても半導������メーカーと�k緒により良いものをライセンス提供することもあるという。Ilikaはたくさんのビジネスモデルの��(li│n)�I肢を�eっていることも��長だ。カスタマイズ、拡張性の��(li│n)�I肢もあり、�����噞などへも働きかけている。

これまでも�w��薄膜電池の商��化はあったが、��業を��念するところが�Hく、���w��薄膜電池を?y┐n)��]することは容易ではない。材料の様々な組み合わせや、���]�a(b┳)度�J(r┬n)囲などの���]条�Pの最適地を見つけることが困�Mだからだ。Ilika社は独�Oの試作ラインを�eち、実際に材料の組み合わせによって最適な��性の材料を�uている。材料は2�|類、3�|類の元素でもその組み合わせの数は無限に�Zいほどたくさんある。Ilikaは、数���|類という組み合わせを1�vの�攵�プロセスで実現できる、コンビナトリアル�}法（参考�@料1）を開発したことで、���w��薄膜電池に最適な材料を�uることができた。

参考�@料
1. �O己放電が少なく1万�vの充放電サイクル可�Δ穂��w��Liイオン電池 (2016/04/27)