発火しない？半固体電池モバイルバッテリーの安全性を徹底検証
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モバイルバッテリーやポータブル電源は、私たちの生活に欠かせないものになりました。スマートフォンやタブレットをいつでもどこでも充電できる利便性は、もはや手放せません。しかし、その便利さの裏側で、リチウムイオンバッテリーの発火や爆発といった事故のニュースを聞くたびに、不安を感じる方も多いのではないでしょうか。特に、劣化したバッテリーを使用し続けた結果、膨張したり、最悪の場合はシステムや基盤に不具合が生じたりするリスクも指摘されています。飛行機や電車での利用においても、発火の危険性は他人事ではありません。
こうした不安を解消し、より安全で高性能なバッテリーを求める声に応える、次世代の技術が登場しています。それが、今注目を集めている半固体電池です。
この記事では、リチウムイオンバッテリーの代替として期待される半固体電池について、その基本的な仕組みから、従来のバッテリーと比べてどれほど安全なのか、そしてすでに市場に登場しているモバイルバッテリーやポータブル電源の具体的な製品まで、わかりやすくご紹介します。この記事を読めば、半固体電池がなぜ「安心」につながるのかが理解でき、次のモバイル電源を選ぶ上での判断基準が得られるでしょう。
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モバイルバッテリーやポータブル電源の未来を変える！半固体電池（セミソリッド）とは？
半固体電池（Semi-solid-state battery）とは、現在主流の液体リチウムイオン電池と、究極の次世代電池と呼ばれる全固体電池の間に位置づけられる、新しいタイプのリチウムイオン電池です。
従来の一般的なリチウムイオン電池は、リチウムイオンを輸送するために可燃性の高い液体電解質を使用しています。これに対し、半固体電池は、この液体電解質の一部または大部分を半固体状の電解質に置き換えています。
この半固体電解質は、通常、固体導電性材料を液体電解質に懸濁させたもので構成されており、その構造は水を吸ったスポンジに例えられます。スポンジが固体導電性材料、水が液体電解質にあたります。この組み合わせにより、効率的なイオンの輸送が可能になりつつ、液体ベースの電池でよく見られる液漏れや燃焼といったリスクを最小限に抑えることができます。
半固体電池は、エネルギー密度の向上、安全性の向上、寿命の延長が期待されており、電気自動車（EV）、航空宇宙、医療機器など幅広い分野から注目を集めています。
「半固体」「準固体」「全固体」それぞれの違いと曖昧な定義
次世代バッテリーの議論で登場する「半固体」「準固体」「全固体」という名称は、主に電解質中の液体の含有量によって分類されますが、現時点では業界全体で統一された厳密な定義が存在していません。このため、メーカーや地域によってその解釈が異なる場合があります。
一般的な業界の観点からの分類の目安は以下の通りです：
- 半固体電池 (Semi-solid-state battery)
固体電解質と液体電解質の両方を含み、液体電解質の割合が比較的高いもの（通常、液体電解質含有率が5%～15%程度）。 - 準固体電池
固体電解質の割合が高く、液体電解質の含有量が少量なもの（通常、0%～5%程度）。業界によっては「固体電池」と呼ばれることもあります。 - 全固体電池 (All-solid-state battery)
完全に固体電極と固体電解質のみで構成され、液体電解質を全く含まないもの（液体電解質含有量0%）。
半固体電池は、液体電池から全固体電池への移行期間として機能し、技術的な進化の過程にある製品と言えます。
なお、モバイルバッテリーメーカーのCIOでは、現行の定義の曖昧さを考慮し、構造（NovaCore C2）と制御（NovaSafety S2）の両面で独自の要件を満たしたバッテリーを「半固体系」と独自に呼称しています。
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リチウムイオンバッテリーの発火リスクと半固体電池の「発火しづらい」理由
現在普及しているリチウムイオンバッテリー（Li-ion）は高性能ですが、その安全性に関する課題が、半固体電池開発の大きな動機となっています。
リチウムイオンバッテリーの主な危険要因
リチウムイオン電池の事故は、主に電解質に可燃性の高い有機溶媒を使用していることに起因します。この電解液は、日本の消防関係法令で危険物（第4類第2石油類）に該当します。
- 熱暴走と発火
過充電、過放電、内部短絡などが発生すると、バッテリー内部で急激な発熱（熱暴走）が起こり、可燃性の電解液が分解・蒸発し、火災や爆発につながるリスクがあります。 - 外部損傷
外部からの強い衝撃や釘刺しなどの物理的な損傷によって内部で短絡が生じると、電解液が漏れたり、急激な発熱により発火したりする可能性があります。 - 経年劣化と膨張
長期間の使用や高温環境下での放置により、内部でガスが発生し、バッテリーが膨張します。この膨張は、内部短絡のリスクを高める危険な兆候です。
半固体電池はなぜ発火しづらいのか？
半固体電池は、電解質を半固体化することで、従来の液体リチウムイオン電池の弱点を根本的に改善しています。
- 電解液の漏洩防止
電解質がゲル状または粘土状になっているため、衝撃などでセルが損傷しても、液体のように可燃性の電解質が容易に外に流れ出ることがありません。 - 熱安定性の向上
固体電解質は一般的に耐熱性と不燃性を備えているため、熱暴走が起こりにくく、高い熱安定性を維持できます。
この安全性の違いは、釘刺しテストで顕著に現れます。従来の三元系リチウムイオン電池が激しく燃え上がるのに対し、Dabbssonなどが採用する半固体リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは、釘を刺しても煙や発熱がほとんどないことが確認されています。CIOの半固体系セルも、加熱130℃や釘刺しなどの過酷試験で発火・爆発の事例はないとされています。
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発火しにくい半固体電池の仕組み
半固体電池は、液体電解質の効率と、固体の安定性を両立させることで安全性を実現しています。
ゲル状・粘土状の電解質構造
半固体電池の核となるのは、液体電解質を固体材料と組み合わせた半固体状の電解質です。
- 構造
固体導電性材料の中に液体電解質が浸透した構造です。これは、ゲル状あるいは粘土状に近い物理的状態です。 - イオン輸送
液体電解質の持つイオン輸送の効率性を保ちながら、電解質の流動性を抑制できます。これにより、内部短絡が発生した場合でも、電解液が急速に燃焼ガス化するのを防ぎます。 - 長寿命化への貢献
液体電解質が関与する充放電時の副反応や結晶（デンドライト）形成が抑制され、セルの劣化が遅くなるため、電池の長寿命化につながります。
半固体電池の主な種類
半固体電池は、電解質の構成によって主に3つのタイプに分けられます。
- ゲルポリマー型
ゲル状電解質を使用し、柔軟性があるため、スマートフォンやウェアラブルデバイスに適しています。 - 粘土状型
粘土のような稠度を持ち、電極内に電解質が統合されているため、漏液リスクが低く、太陽光発電や自動車用途に適しています。 - 液体浸漬型
セラミック電池で、少量の電解液を含み、高い熱安定性を持つため、IoTデバイスや産業機器に適しています。
半固体電池の驚くべきメリット：安全性、長寿命、そして高性能
半固体電池は、従来のバッテリーが持つ安全性の懸念を解消しつつ、様々なメリットを提供します。
1. 究極の安全性と高い熱安定性
可燃性電解液の漏洩リスクが低減され、耐熱性の高い固体成分が使用されることで、発火や爆発のリスクが大幅に低減します。CIOのセルが130℃の加熱試験などをクリアしている事実は、その高い熱安定性を裏付けています。
2. エネルギー密度の向上
半固体電池は、従来の液体リチウムイオン電池（約300 Wh/kg）を上回る最大400 Wh/kgのエネルギー密度を達成する可能性があります。これにより、EVの航続距離向上、ドローンや航空宇宙技術など、高容量が求められる用途に最適です。
3. 長寿命と耐久性の高さ
経年劣化を引き起こす結晶生成などが抑制されるため、電池の寿命が大幅に延長されます。Dabbssonの半固体リン酸鉄バッテリーは、4000サイクル以上という驚異的な長寿命を謳っており、長期的なコストパフォーマンスに優れます。
4. コンパクト化・軽量化
高エネルギー密度を実現できるため、同じ容量でも製品の体積を小さく、軽くすることが可能です。これにより、モバイルバッテリーの極薄化や、ポータブル電源の大容量化と軽量化が両立します。
5. 広い動作温度範囲
半固体電池は、低温環境下でも効率を維持できるという特性があります。これは、寒い地域でのアウトドア利用や車載利用において、非常に大きなメリットとなります。
半固体電池の「今」の課題：コストと実用化の壁
半固体電池は未来の技術ですが、導入にあたってはいくつかの現実的な課題も存在します。
1. 製造コストの高さ
半固体電池は、原材料が高価であることや、複雑な製造プロセス（厳格な環境管理が必要）により、従来の液体電池よりも製造コストが高くなる傾向があります。このコストは製品価格にも反映されます。
2. 市場の未成熟と品質のバラつき
この技術はまだ「発展途上（途上も良いところ）」の段階にあり、業界標準や公的な定義が確立されていません。そのため、同じ「半固体電池」という名称でも、サプライヤーや製造方法によって品質や性能に大きな差が生じるリスクがあります。
3. 高出力性能における制約
瞬間的に非常に高い出力が必要な場合（例：100Wを超える充電）、現時点ではイオン伝導性の面で液体電解質の方が有利なケースもあります。半固体電池の真価を引き出すには、さらなる技術革新が必要です。
4. 発熱制御の必要性
半固体電池は発火リスクは低いですが、ワイヤレス充電などによる発熱は発生します。安全に使用するためには、CIOのNovaSafety S2のような、温度を常時監視し出力を自動制御する機能が必要不可欠です。
CIOの半固体電池モバイルバッテリー「SMARTCOBY SLIM II Wireless2.0 SS5K」
（出典：PR TIMES）
日本の充電器メーカーであるCIOは、従来のモバイルバッテリーの発火や安全性の懸念に対して真摯に向き合い、発火リスクを抑えた半固体系セルを初めて採用したモバイルバッテリー「SMARTCOBY SLIM II Wireless2.0 SS5K」を開発しました。CIOは、リチウムイオンバッテリーの発火問題に対し、積極的に自主回収サービスなどを提供してきた背景があります。
CIO独自の「NovaCore C2」と「NovaSafety S2」
本製品は、定義が曖昧な「半固体」という名称に頼るだけでなく、CIO独自の厳しい安全基準を設けています。
- NovaCore C2（コア設計レベル）：
- Tier1電池メーカー製（スマートフォン分野での採用実績あり）の半固体系セルを採用し、高い信頼性を確保しています。
- 内部構造にクリアランス（膨張余裕）を確保し、セルが膨張しても安全性を保てるよう設計されています。
- セルの温度が55℃以内になるよう設計されており、加熱130℃、短絡、圧迫、釘刺しといった過酷な試験をクリアしています。
- NovaSafety S2（安全制御機能）：
- バッテリー内部の温度を常時監視し、高温時には出力を自動で制御する独自のファームウェアによる安全制御機能です。
- これにより、実使用時において、手で触れる箇所の温度を最大42℃以内に抑える設計思想に基づいています。
極限まで薄く、高性能なモバイルバッテリー
「SMARTCOBY SLIM II Wireless2.0 SS5K」は、半固体セルの採用により、厚さ約8.7mm、重量約121gという極薄・軽量なボディを実現しています。
- 充電機能
Qi2規格の認証を取得しており、MagSafe対応iPhoneに吸着させて最大15Wのワイヤレス充電が可能です。有線充電はUSB-Cポートから最大20W出力に対応しています。 - 完全パススルー充電
モバイルバッテリーの長寿命化と安全性を高めるため、満充電になった後、端末への充電回路に自動で切り替わる完全パススルー充電機能が搭載されています。
安全性と利便性を高次元で両立させたこの製品は、モバイルバッテリーの不安から解放されたいユーザーにとって最適な選択肢となるでしょう。
大容量でも軽量・高安全性！Dabbssonの半固体電池ポータブル電源
（出典：Dabbsson）
ポータブル電源の分野では、Dabbsson（ダブソン）のLシリーズが、半固体電池のメリットを最大限に活かした製品として高い評価を得ています。
Dabbssonが採用しているのは、高い熱安定性で知られるリン酸鉄リチウムイオンバッテリーをさらに半固体化した「半固体リン酸鉄リチウムイオンバッテリー」です。
Dabbsson 2000Lの注目ポイント
- 軽量化
大容量モデルの「2000L」（容量2048 Wh、定格出力2200 W）は、重量が約18.6 kgと、同容量帯のポータブル電源としては非常に軽量です。男性であれば無理なく持ち運びできる重さで、容量を考えると驚異的です。 - 安全性の極限追求
リン酸鉄ベースである上に半固体化されているため、釘刺しテストでも発火はもちろん、発熱もほとんどないことが実証されており、非常に高い安全性を誇ります。車載や防災での長期保管に安心感を与えます。 - 超長寿命
サイクル耐久性は4000回以上（容量80%以上維持時）であり、通常のポータブル電源と比較しても圧倒的な長寿命です。 - 多機能な制御
スマートフォンアプリから、バッテリー残量や入出力の確認、充電速度を細かく調整（50 W～1500 W）、充放電の上限・下限設定、そして時間管理による充放電スケジューリングも可能であり、卒FIT後の電力活用など、高度な運用が可能です。
Dabbssonの半固体電池ポータブル電源は、キャンプや車中泊といったレジャー利用だけでなく、災害時の長期的な備えとしても理想的な選択肢です。
次の時代を担う半固体電池は、あなたの「安心」と「自由」を広げる
モバイルバッテリーやポータブル電源の利用が一般的になるにつれて、従来のリチウムイオンバッテリーが持つ発火や劣化といった問題は、無視できない社会的な懸念となっています。特に、飛行機内での発火事故の事例や、劣化したモバイルバッテリーの膨張は、多くのユーザーにとって深刻な不安材料です。
こうした背景から、半固体電池は、液体電解質の一部をゲル状・粘土状の素材に置き換えることで、高い安全性を実現しつつ、従来の液体リチウムイオン電池に匹敵、あるいは上回る高エネルギー密度を両立できる次世代の技術として注目されています。釘刺し試験で発火・発熱がないというデータは、その安全性の高さを明確に示しています。
まだ技術的には発展途上であり、製造コストや市場標準の確立といった課題は残っていますが、CIOやDabbssonのようなメーカーが、独自の安全基準（NovaCore C2やNovaSafety S2など）を設け、信頼性の高いセルを採用することで、すでに安全性が担保された製品を市場に送り出しています。
CIOの極薄・軽量なモバイルバッテリーや、Dabbssonの超軽量・長寿命なポータブル電源は、半固体電池技術がもたらす「安心」を、日常の「自由」な利用シーンへと広げてくれる具体的な製品です。これらの製品は、従来のモバイルバッテリーの不安から解放され、より快適で安全なデジタルライフを実現するための、あなたの次の一歩を力強く後押ししてくれるでしょう。半固体電池の技術が進むことで、今後、より多くの製品が市場に登場し、リチウムイオンバッテリーよりもメジャーな選択肢となる可能性は非常に高いと考えられます。この新しい時代の波に乗り、安全なバッテリー生活を始めてみませんか。
みんなのらくらくマガジン 編集長 / 悟知（Satoshi）
SEOとAIの専門家。ガジェット/ゲーム/都市伝説好き。元バンドマン（作詞作曲）。SEO会社やEC運用の経験を活かし、「らくらく」をテーマに執筆。社内AI運用管理も担当。
