リチウムイオン電池の容量を引き出す技術である、「プレドープ」。ORLIB株式会社は、その社会実装を目指す、東京大学発の電池系ディープテック企業です。シリコン負極へリチウムをあらかじめ入れる電極と装置を、ライセンスや共同研究とあわせて提供しています。
「プレドープ」は、電池の充放電に使うリチウムを、組み立て前の電極にあらかじめ入れておく処理です。同社が扱う方式の特徴は、シリコン負極へ圧力を加えながら電気的にリチウムを入れ、安定な被膜を先に作る点にあります。初回の充電で失われるリチウムが減り、電池の容量を高められるとされています。
シリコン負極は、最初の充電でリチウムの一部が電極表面の被膜（SEI膜）の形成に使われ、放電では戻らない不可逆容量が大きくなります。現在主流の黒鉛負極の、理論上は約10倍の容量を持つ材料ですが、この損失があります。そのため、容量の大きい材料を使っても、電池全体のエネルギー密度が伸びにくい状況です。
シリコン負極は、充電でリチウムを取り込むと体積が大きく膨らみ、放電で縮みます。この体積変化によって電極の構造が壊れやすく、充放電を繰り返すと容量が下がりやすい点が弱点です。高い容量を求める用途では、容量と寿命の両立が難しい状況が続きます。
他にも、小型ドローンの飛行時間の短さ、正極材料のレアメタル依存、電池の製造コスト、といった課題があるといわれています。
FrontJournalの解説
従来のシリコン負極は、初回の充電で被膜の形成に使われるリチウムが放電で戻らず、容量の一部を失う材料でした。
同社は、電池を組み立てる前のシリコン負極へ、圧力を加えながら電気的にリチウムを入れる「加圧電解プレドープ」を確立しました。SEI膜を先に形成するため、組み立て後の初回充電でリチウムが失われにくくなります。同社の試験では、LFP（リン酸鉄リチウム）の正極と組み合わせたセルで、初期の充放電効率が約99%以上でした。正極のリチウムを被膜の形成に使わずに済むため、同じ大きさの電池でより多くの電気を使えるようになります。
従来のシリコン負極は、充放電のたびに体積が大きく変わり、電極が劣化して容量が下がりやすい材料でした。
プレドープしたシリコンは不可逆容量を持たないため、負極と正極の容量比（A/C比）を大きくしても、容量は変わりません。容量比を大きくすると負極の充放電の深さが小さくなり、体積変化が抑えられるとされます。同社の試験では、1CA（容量を1時間で出し入れする電流）で500サイクル充放電した後の容量保持率（残る容量の割合）が、通常のシリコン負極で約5%、プレドープしたシリコン負極で99.2%でした。電池を繰り返し使っても容量が落ちにくくなり、交換の頻度を減らして長く使い続けられるようになります。
FrontJournalの解説
同社は、ドローン付属の電池と同じ重さに合わせて試作した電池を搭載したマイクロドローンで、2021年11月のデモフライトにおいて、飛行時間が付属の電池の1.7倍であることを実証したと発表しています。開発は2020年度に始まりました。たとえば、20分飛行できるドローンで、検査現場まで片道5分かかる場合、往復の10分と余裕の5分を除くと、現場で検査できる時間は5分です。飛行時間が34分になれば、検査に約19分を充てられる計算です。
2025年2月には、大量生産に適した連続プレドープ装置を作製しました。2026年1月からは、プレドープしたシリコン電極のサンプルも提供中です。提供を受けた側は、自社の電池でプレドープの効果を試せるようになります。提供の対象は、電極と装置のほか、ライセンスと共同研究です。
レアメタルフリーのLFP正極と、プレドープしたシリコン負極を組み合わせた電池を、同社は低コストで高エネルギーな次世代電池と位置づけています。この組み合わせでは、負極の不可逆容量がないため、負極の容量を大きくしても、正極のリチウムが不足せず、正極の容量をそのまま使える点が特徴です。同社は、この電池の用途例として、ドローン、電気自動車、貯蔵電池、バックアップ電源を挙げています。あわせて、技術の導入先も募っています。
同社は、2020年5月15日に設立されました。代表取締役の佐藤正春は、花王、NEC中央研究所、村田製作所を経て、2015年に山形大学の産学連携教授、2017年に東京大学大学院理学系研究科の特任研究員となりました。2017年には、有機正極とシリコン負極のプレドーピングに関する基礎研究が、JST（科学技術振興機構）の大学発新産業創出プログラムに採択されています。プロジェクトリーダーは、当時の東京大学理学系研究科の西原教授でした。
2020年度には、NEDO（新エネルギー・産業技術総合開発機構）の研究開発型スタートアップ支援事業「NEP B」に採択され、同年10月から2021年9月まで、ドローン用電池の開発に取り組みました。実験室は2021年から、横浜市中区の横浜ハードテックハブにあります。この拠点は、三菱重工横浜事業所内です。本社は東京都文京区本郷です。
同社には、2023年にトヨタ紡織が出資し、2024年には国際興業を引受先とする第三者割当増資を実施しました。製品は、高エネルギー電池、特殊電池、カスタム部品、プレドープ電極、プレドープ装置の5分類に分かれ、プレドープ電極はオンラインショップでも購入できます。
| 会社名 | ORLIB株式会社（オーリブ） |
|---|---|
| 所在地 | 東京都文京区本郷5丁目24番1号 |
| 設立 | 2020年5月15日 |
| 代表 | 代表取締役 佐藤 正春 |
| 調達 | トヨタ紡織（2023年）。国際興業（2024年・第三者割当増資） |
| 事業 | 二次電池の開発、製造販売 |
| 技術領域 | プレドープ。シリコン負極。有機正極 |
| 連携 | 東京大学 |
| 採択 | JST 大学発新産業創出プログラム（2017年）。NEDO NEP B（2020年度） |
| URL | https://orlib.co.jp/ |
電池の性能は、材料の容量だけでなく、使えるリチウムをどれだけ失わずに残せるかでも決まります。プレドープは、組み立ての前にその損失を埋めておくという、順序を入れ替える発想の技術です。電池の高容量化を、材料の置き換えとは別の面から支える技術といえます。
ORLIBの特徴は、プレドープを電極と装置の形で外へ出している点です。電池メーカーが自社の電池や工程で効果を試せれば、技術の評価が早く進みます。ドローンの飛行時間から始まった研究が、既存の電池を伸ばす手段として広がる可能性があります。
電池が長く持つようになれば、機器の稼働時間が延び、充電や交換にかかる手間が減ります。低コストで容量の大きい電池が、電池を使う多くの現場に届く日を期待しています。
出典：「Gビズインフォ」（経済産業省）（2026年9月28日に利用）を加工して作成
本記事は、FrontJournalが公開情報をもとに独自に分析した第三者コンテンツであり、対象企業・研究機関の公式見解ではありません。