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  5. 全固体電池・二次電池の課題を解決するセラミックパッケージのご提案

セラミックパッケージ

二次電池の信頼性を向上
表面実装型
セラミックパッケージ
(外装材)
のご提案

セラミックパッケージは
耐環境性に優れた外装材

二次電池やキャパシタなどの電源デバイスをセラミックパッケージに封入することで厳しい環境下でも高寿命化を実現できます。京セラではIoT用途をはじめとした幅広い分野での活用が期待される小型二次電池にセラミックパッケージのご提案を行っています。

セラミックパッケージ

表面実装型小型電源デバイスが求められる
IoT時代の到来

建物や家電、自動車など、生活にかかわるあらゆるものがインターネットを介してつながるIoT時代。様々なデバイスに搭載される二次電池は今後ますます需要が高まると期待されています。その中でデバイスの小型化が進んでおり、特にIot用途に対しては、二次電池に対しても小型化や、表面実装化のニーズが高まっています。

リチウムイオン電池のデメリットを全固体電池で解決

使いきりの乾電池等のように放電が終われば使えなくなる電池は一次電池と呼ばれますが、充電と放電を繰り返して使えるものが二次電池です。その中で現在主流となっているのがリチウムイオン電池。リチウムイオン電池は高出力での充放電が可能な高性能バッテリとして幅広く使用されている一方で大きく2つのデメリットがあります。

リチウムイオン電池のデメリット

  • 1発熱、発煙、発火、爆発のリスクによる安全性が担保されない
  • 2使用可能な温度範囲が狭い
リチウムイオン二次電池 リチウムイオン二次電池

この問題解決のために今、世界中で開発が進められているのが「全固体電池」です。リチウムイオン電池など、これまで電池の電解質には液体が使用されるのが当たり前でしたが、電解質を固体にした電池のことを全固体電池と呼びます。
全固体電池は、不燃性の固体電解質で作られたすべてが固体の電池で、3つのメリットがあります。

全固体電池のメリット

  • 1安全性が担保される
  • 2使用可能な温度範囲が広い
  • 3長寿命化が可能
全固体電池 全固体電池
しかし

全固体電池に使われる固体電解質の材料によっては、
水分による劣化を改善するために
耐湿性の強化という新たな課題も出ています。
加えて、IoTデバイス用途を想定すると、全固体電池の
小型低背化と
リフロー可能な表面実装構造が求められています。

そこで表面実装型小型電源デバイスの
開発とともに重要となるのが
「パッケージング技術の開発」です。

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京セラでは、二次電池の課題解決のためのセラミックパッケージを提案しています。
小型電池の形状に合わせたカスタム設計のご相談やサポートなどにも対応しています。
ぜひ一度ご相談ください。

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セラミックパッケージのご提案

京セラでは、小型・高性能なIoT・ウェアラブル機器向けの小型電池に最適なパッケージング技術として、水分による劣化対策ができ表面実装(リフロー)が可能になるセラミックパッケージのご提案を行っています。

セラミック材料の特長

  • 1強度があり変形しにくい
  • 2耐熱性に優れる
  • 3吸水率ゼロで水や湿気を通さない
  • 4不燃性で火に強い
発熱・発火の危険を軽減 安全性 水や湿気に強い 防水 高温での使用もOK 高耐熱性 交換頻度を減らしたい 長寿命 外部の衝撃から守る 高強度 車載・医療機器への使用も安心 高信頼性

優れた耐環境性で、二次電池の課題に対応

セラミックパッケージは、小型電池に必要な耐熱性・耐湿性など、耐環境性に優れた特性をもつ製品です。セラミックパッケージを用いることで、高気密性が求められる製品はもちろん、表面実装が可能なため、小型・薄型形状の製品にも対応。「二次電池」のさらなる長寿命化を実現するパッケージング技術としても期待されています。
また、京セラでは、小型電池の形状に合わせたカスタム設計のご相談やサポートなどもご提供。
表面実装型小型電源デバイスのソリューションの一つとして注目されています。

セラミックパッケージの構造

全固体電池をセラミックパッケージに封入した場合の構造例

京セラでは、高気密性と耐湿性に優れた、電池への負担が少ない京セラ独自のセラミックパッケージを開発しています。

  • 1
    シームウェルド封止
    (局所溶接で封止)
    封止時において電池への熱伝導の影響が少なく、長期信頼性に優れた技術
    低露点状態での封止が可能
  • 2
    中空構造により内圧上昇や
    外部応力から電池を保護
    内部に空洞を作ることで外部からの衝撃を吸収し、耐衝撃性を向上させる
  • 3
    酸素・水分が少ないため
    電池が劣化しにくい
    防水性が高く、外部環境から水分や酸素を透過させないため、電池の劣化が少ない
  • 4
    長期気密性を保持
    ヘリウムリークテスト:1.0×10-9Pa*m3/s.以下を実現
  • 5
    表面実装が可能
    上下に電極を持つ電池でも表面
    実装化することができる
  • 6
    カスタム設計にも対応
    電池の形状に合わせたオリジナルデザインの設計や、提案図の作成サポートも可能
シームウェルド封止のメリット
シームウェルド封止 封止後のイメージ シームウェルド封止 封止後のイメージ
  • 局所溶接のため中身への熱負荷が少ない
  • 経年劣化や性能劣化を防ぐ
  • 小型・薄型形状にも対応
  • 気密性・水密性の高い製品に最適
  • シームウェルド封止とは、パッケージ内の部品を外気から遮断し、長期間安定した動作を行わせることを目的とした技術です。
    2つの金属で部品を挟み、加圧しながら電流を流して溶接させます。

次世代産業を担う
幅広い分野での活躍が期待

京セラのセラミックパッケージは、小型・軽量、低コスト化を実現することで、大量生産が必要な製品から高信頼性が求められる精密機器に至るまで、将来性の高いデバイスとして今後の活躍が期待される製品です。
スマートフォン・衛星・自動車(エンジン周り)・医療機器など、用途を選ばず、幅広い分野での活用が可能な京セラのセラミックパッケージを、ぜひ一度お試しください。

セラミックパッケージの利用

電池用パッケージ図面(評価用)
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テストパッケージもございます。導入費用についてもお気軽にご相談ください。
また少量であれば電池搭載のサポート、カスタム品の場合は無料で提案図作成サポートも可能です。

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