IoTデバイス向け高ドレイン・拡張温度対応リチウムコイン電池の開発

1.開発の背景

リチウムコイン電池の用途は、モノのインターネット (IoT)、自動車、医療から工場自動化 (FA) 市場まで多岐にわたります。従来、リチウムコイン電池は、低消費電力デバイスのバックアップ電源として使用されてきました。しかし、IoT市場の拡大に伴い、主電源としてのリチウムコイン電池の需要は近年急激に増加しています。このようなお客様のニーズに応えるため、村田製作所は長年の生産で培った耐熱電池の設計・活用技術を活かし、現行の標準・耐熱リチウムコイン電池に加え、新たに高放電・高耐熱リチウムコイン電池を開発しました。

高放電リチウムコイン電池は、SemtechのLoRaテクノロジーやSIGFOXなどのLPWA（Low Power Wide Area）ネットワークを採用した物流や資産管理用の追跡デバイスや、屋外インフラ、FA制御システム、環境監視センサーなどに最適です。拡張温度リチウムコイン電池は、主に車載機器や屋外IoTシステム（スマートメーターやFA制御システムを含む）向けに設計されており、従来のリチウム円筒形電池の小型・薄型化の代替ソリューションとしてもご利用いただけます。

村田製作所のリチウムコイン電池の仕様

2-1.高放電リチウムコイン電池の特性

• • 標準リチウムコイン電池の最大パルス放電電流の2倍（50mA）^*1
• • 従来、ピーク電流要件が高いため、一般的なリチウムコイン電池では困難であったLoRAなどのLPWA通信デバイスにも使用可能^*2
• • 標準的なリチウム電池と比較して放電時間が3倍^*3 となり、電池寿命が長くなり、電池交換の必要性が減ります。

*1周囲温度23℃で定格容量の50%まで放電した2V以上のパルス放電（3秒間）の最大電流
*2ピーク電流は使用環境や使用条件により異なる場合があります
*3周囲温度23℃で45mAで3秒間パルス放電し、33秒間放電しない状態

LoRa Allianceのメンバーであり、村田製作所とLoRaWANモジュールを共同開発しているSemtech CorporationのIoT担当ディレクター、Vivek Mohan氏は次のようにコメントしています。

「SemtechのLoRa RFIC SX1261は、20mWの標準的なLPWA出力を生成するために、3V電源電圧で約25mA、1.8Vで42mAの電源電流を必要とします。LoRaWAN規格では、最大送信時間を3秒と定義しています。村田製作所の新しい高ドレインリチウムコイン電池は、最大50mA、3秒の電流をサポートし、LoRaWAN対応の小型センサーノードにとって有望なソリューションとなります。」

2-2.耐高温リチウムコイン電池の特性

• • 電子部品およびICの適合動作温度範囲^*4 は-40ºC～85ºCです。
• • 85℃で100日以上保管しても、標準的なリチウムコイン電池に比べて電圧降下は最小限です。
• • 耐熱性リチウムコイン電池よりも手頃な価格で、優れた価格性能を提供します。
• • CR3677Xは、最大容量の拡張温度^*5 リチウムコイン電池であり、リチウムコイン電池フォームファクタ^*6で最大容量を実現し、より小型で薄型のデバイス設計の柔軟性を実現します。

*4標準的なリチウムコイン電池の動作温度範囲は-30ºC～70ºCです
*5 CR3677Xの量産出荷は2019年末に開始予定です
*6村田研究所、2018年9月28日

新製品ラインナップ

* 標準放電電流で放電した場合の容量（温度：23℃、放電終了電圧：2.0V）
** 3秒間のパルス放電で最低2Vの電圧を維持し、公称容量の50%を放電するための電流（周囲温度23℃）
データは参考用です

村田製作所は、IoT市場向けにワンストップの電子部品とソリューションを提供することに尽力しています。村田製作所は2017年9月、ソニーの電池事業を統合し、ソニーの40年にわたる電池製造の経験と専門知識を自社の製品ラインナップに取り入れ、顧客の拡大し多様化するニーズにさらに応えていくことを目指しています。村田製作所は今後もIoT市場の成長に貢献してまいります。