5.4.

ニッケル製品

ニッケルの用途の主なものはステンレス鋼であり、全体のおよそ 7 割が消費されている。
それ以外では特殊・耐熱合金、めっき、電池材料などが主要な用途となる。ここでは、それぞれの用途の特徴とニッケルの役割を簡単に説明する。
5.4.1.

ステンレス鋼
表 5-4-1-1 主なステンレスの種類とニッケル品位

ステンレスの主な種類を表 5-41-1 に 示 す 。 大 き く 分 け る と
SUS304 系のオーステナイト系、
SUS329 系の 2 相系、フェライト系の SUS430 系、そしてマルテンサ
イト系の SUS410 系となる。この記号

種類

ニッケル品位

SUS304系

オーステナイト系

4〜25%

SUS329系 オーステナイト・フェライト系

5〜6%

SUS430系

フェライト系

0%

SUS410系

マルテンサイト系

0〜2%(出典)MERIJ 作成

うち、ニッケルが主として用いられるのは SUS304 系のオーステナイト系であり、ステンレスといえばこの SUS304 系が主に用いられる。ステンレス鋼の約 60%はこのオーステナイト系である。また、SUS400 番
代のフェライト系、マルテンサイト系は Cr 系のステンレス鋼であり、Ni はほとんど用いられない。2010 年以降ニッケル価格が高騰し、入手性が悪くなった際に中国ではこの Cr 系
ステンレスが多く使われたが、用途が適切でないところでは腐食が進むなど、問題化したこともあった。
SUS304（オーステナイト系）+析出硬化性SUS 630+加工硬化性SUS 301

以下、主なステンレスの種類とその特徴を示す。

17Cr-4Ni-4Cu-Nb

17Cr-7Ni

SUS 304

18Cr-8Ni

SUS 631+高強度

17Cr-7Ni-1Al

SUS 302

18Cr-8Ni-0.1C(1) オーステナイト系（SUS304 系）

SUS 303
18Cr-8Ni-高S

18%クロム 8%ニッケルの SUS304

SUS 305+深絞り性

SUS 304J2

17Cr-7Ni-4Mn-2Cu

18Cr-12Ni-0.1C（18-8 ステンレス）が代表的なもの+耐熱性、耐酸化性

SUS 309S

で、一般的にステンレスと言うとこ

22Cr-12Niの SUS304 を指す。オーステナイト+耐食性系ステンレスは一般に延性および靭18Cr-12Ni-2Mo

SUS 316+耐粒界腐食性性に富み、深絞り、曲げ加工などの冷SUS 321

18Cr-8Ni-Ti

間加工性が良好で溶接性も優れてい+耐食性

SUS 836L

る。

20Cr-25Ni-6Mo-N

図 5-4-1-1
202
202

オーステナイト系

さらに耐食性も優れ、これらの優れた性質のため、用途は広範囲にわたっており、家庭用
品、建築用、自動車部品、化学工業、食品工業、合成繊維工業、原子力発電、LNG プラントなどに広く用いられている。製造量は全ステンレス生産量の 60％を越えている。
(2) 2 相系ステンレス（SUS329 系）
オーステナイトとフェライトの二つの金属組織(二相)をもつステンレス。

SUS329（オーステナイト・フェライト系）+耐食性

物理的性質はフェライトとオーステナイトのほぼ中間であり、耐海水性、耐応力腐食割れ性に優れ、そのうえ強度も高いという性質がある。これらの特性により、海水用復水器、熱交換器および排煙脱硫装置などの公害防止機器や各種化学プ

SUS 329J1

25Cr-4.5Ni-2Mo

SUS 329J3L
22Cr-5Ni-3Mo-0.1N-低C

図 5-4-1-2 オーステナイト・フェライト系

ラント用装置に用いられている。
(3) フェライト系（SUS430 系）

代表的なものは SUS 430 の 18 クロム系のス

SUS430（フェライト系） +耐酸化性

SUS 405

テンレス。このステンレスは熱処理により硬化13Cr - 0.2Al

SUS 430
18Cr ≦0.12C

することがほとんどなく、焼なまし（軟質）状+加工性

態で使用される。

SUS 410L

18Cr 低C

また、マルテンサイト系ステンレスより成形+加工性、溶接性

加工性および耐食性が優れており、溶接性もSUS 430LX

18Cr - Ti/Nb 低C

比較的良好であるため、一般

+耐食性

+耐食性

18Cr - 1Mo

18Cr -1Mo-Ti/Nb/Zr 極低C,N

SUS 434

SUS 436L

耐食用として広く用いられている。例えば厨房用品、建築内装、自動車部品、ガス・電気器
具部品などで、主に薄板およ

図 5-4-1-3 フェライト系

び線の形で使用されている。

(4) マルテンサイト系（SUS410 系）
代表的なものは SUS403、SUS410 の 13 クロム系のステンレス。このステンレスは、焼入れにより硬化するので、成分と熱処理条件を選ぶことにより広範囲の性質が得られる。棒鋼、平鋼の形状で使用されることが多く、高強度、耐食・耐熱性が必要な機械構造用部品、
203
203

例えばタービンブレード、ポンプ、シャフト、ノズ

SUS410（マルテンサイト系）+耐食性

ルなどに使用されている。

SUS 403

また耐食性のうえからは、炭素量が少ない方が望ましいが、反面炭素含有量の多いものは耐磨耗性が13Cr ≦0.15C ≦0.5Si

SUS 410
13Cr ≦0.15C ≦1.0Si

焼き入れ硬化SUS 420J1

13Cr -0.2C

優れており、SUS420（13 ク口ム高炭素）クラスは耐食性・靭性

刃物、外科用器具として用いられ、最高の硬さを有SUS 431

する SUS440（18 クロム高炭素）クラスは軸受、ベ16Cr -2Ni

図 5-4-1-4 マルテンサイト系

アリングに使用されている。

（出典）図 5-4-1-1～5-4-1-4 はステンレス協会 HP

ステンレスの特徴>>種類よりステンレス鋼の主要な用途例としては、写真 5-4-1-1～5-4-1-3 に示すように耐腐食性や殺菌性を利用した反応容器、サニタリー用品、また耐久性などから屋外建築物の素材としても活用されているものがある。

（出典）

（出典）

https://www.enoteca.co.jp/article/archhttps://www.sankoastec.co.jp/06_product/13_f

ives/3721/(最終アクセス 2019/10/28)

itting.html(最終アクセス 2019/10/28)

写真 5-4-1-1

ステンレスタンク

写真 5-4-1-2

サニタリー配管など（出典）http://atart.jp/japan/kanagawa/yokohama/yokohamanishi/minatomirai/最上壽之-モクモク-ワク
ワク-ヨコハマ-ヨーヨー/(最終アクセス
2019/10/28)

写真 5-4-1-3

204
204

屋外構造物

コラム：ステンレス鋼と NPI(Nickel PIG Iron：ニッケル銑鉄)ステンレス需要に対応したクラス 2 のニッケルのうち、NPI はニッケル品位の低いラテライト鉱から製鉄炉等により安価に製造できるニッケル銑鉄である。これまでニッケル品位が低く、ステンレス需要を賄うためにはクラス 1 のニッケルも必要とされてきた。しかし近年、中国資本による NPI への投資が進み、従来の製鉄炉のみの NPI 製造から電気炉やキルンを備えた製造がおこなわれ始めており、ニッケル
品位の高い NPI が多く生産されるようになってきている。今後ニッケル品位の高い
NPI がステンレス鋼増産分をカバーできた場合、その分、クラス 1 のニッケルは他の用途に回せることになり、電池需要に対応できる可能性がでてきている。今後のNPI とステンレス鋼の需要に要注目である。

205
205

5.4.2.

耐熱・特殊合金

ニッケル系特殊合金は、耐熱性、耐酸化性、耐食性など、多くの特性を持つ高機能なものが多い。ステンレス合金もそうだが、耐食性に優れた合金で、その他の特性を併せ持つことから利用されてきている。それぞれの合金の主な組成や特徴を表 5-4-2-1 に示す。

表 5-4-2-1
一般名称Ni

モネル400CrMo

主なニッケル特殊合金とその特徴

Fe

Mn

Cu

Si

その他

28〜34 <0.5

C0.1〜0.3

特徴など

63〜

1〜2.5

2

モネルK500

63〜

0.5〜2 1.5 27〜33 <0.5 Ti〜0.8,Al2〜3 耐食高強度合金。Al,Tiで析出硬化型

アルカリ塩雰囲気での強い耐食性

ハステロイB2

69

<1

28

<2

<1

<0.1

酸化・還元雰囲気で優れた耐食性

ハステロイC22

56

22

13

3

<1

<0.1

ハステロイ中では最も耐食性が高い

インコネル

70〜72

15.5

7〜8

1

ニクロム

58〜80 16〜20

〜26

パーマロイ

36〜82

インバー

32〜36

エリンバー

36〜43 5〜12

42アロイ

〜6 残分

42

29

等も〜1%
抵抗が高く、発熱素子用として使用される
透磁率が高く、リレー、磁気ヘッド、磁気遮蔽〜6材等
Co 4〜11

残分

Ti1〜3

熱膨張係数が極端に小さく、各種精密製造装置等に使われる
弾性係数が温度で変化しにくい。時計用バネや精密機械用途ガラスに近い熱膨張率とメッキ性が良い。標準残分

コンスタンタン 45〜46
コバール

耐熱・耐腐食合金。特に耐熱性が有効。Ta,Nb

0.5

的なリードフレーム材
広範な温度帯で抵抗が安定しているので熱電対54〜55に使われる。

54

Co17

ガラス・セラミックと同等の熱膨張率で封止材として使われる(出典)MERIJ 作成(1) 耐熱・耐酸性特殊合金
ハステロイやインコネルは、耐食性が非常に高く、特殊な反応容器、耐熱材料などに利用されている。この他にもインバー材のように熱膨張係数が小さく、特殊で精密な用途に利用されているものもある。ニクロムは抵抗発熱線として用いられてきたが、現在では後発で多くの特性に優れたクロム・アルミニウム合金であるカンタル線に取って代わられている。電子デバイス系ではリードフレーム材の代表的な 42 アロイがある。

206
206

(2) リードフレーム
リードフレーム材は用途によっては磁性による周波数特性定価や電気伝導性の低さを嫌って銅系合金が用いられることもあるが、強度やめっき性等も含めてニッケル系合金が良く使われている。
（出典）https://www.hirai.co.jp/case/635/(最終アクセス 2019/10/28)

写真 5-4-2-1

リードフレーム(3) コバール材
熱膨張係数がガラスに近く、強度・精度に優れるセラミック封止材用として、コバール材がある。
これは水晶発振子や各種センサー類を封止する際にセラミックパッケージを用いるが、内部を真空にするために高精度の蓋を必要とする。この時にセラミックに膨張係数が近い
コバール材が用いられる。

（出典）
https://pro.tanaka.co.jp/products/PM_Clad_Materia
ls.html（最終アクセス 2019/10/28)

図 5-4-2-1

コバール材(4) 磁気特性合金
磁気特性を利用した合金としてパーマロイ（Ni 品位 36～82%）がある。残りの成分はほぼ鉄で、ニッケルと鉄の合金となる。透磁率（磁力の通りやすさ）が高く、磁力をかけると磁化し、周辺磁力がなくなると元に戻りやすいた（出典）

め、磁気ヘッド、リレーの磁芯等に用いられる。まhttps://www.ohtama.co.jp/whats.html

た、透磁率が高いということは磁気シールド性も高（最終アクセス 2019/10/28)

いため、磁気シールド材としても用いられる。

図 5-4-2-2 磁気シールドのしくみ

このように、ニッケル系特殊合金は優れた耐食性、耐熱性、強度、低い膨張係数などを併せ持つものが多く、特殊な用途として根強い需要があり、今後も安定した供給が求められている。
207
207

5.4.3.

めっき

ニッケルめっきは古くから耐食機能として活用されてきたが、ステンレス鋼や樹脂材料の高機能化や一般化、そして装飾関連の需要の変化によって徐々にその用途を奪われてきた。しかし、特に電気コネクタや電鋳向けなど、機能性の高い用途向けや、一部の装飾用途としては確実な需要があり、めっきには今もニッケル用途の 1 割が消費されている。代表的な機能めっきとして、以下のものがあげられる。
(1) リードフレームへの下地めっき
銅製のリードフレーム材へのめっきは強度や耐食性の点から使用されており、ニッケルめっきの上に貴金属をめっきするなど、下地めっきとしての役割も果たしている場合が多い。銅条の場合は、リール to リールで巻き取りながらめっきを行うフープめっきで（出典）http://www.hitachi-metals-

行われることが多い。脱脂前処理から数段階のめっき

neomaterial.co.jp/product/cmm/16.html

処理を含めて一気通貫で行う場合もある。

(最終アクセス 2019/10/11)

写真 5-4-3-1 銅への下地めっき(2) 電鋳電鋳とは、電気めっきと同じで電気化学反応を利用し、原型の表面に厚めっきを行い、これを剥離して、複製用の形状をつくる方法で、めっき技術を利用することから、かな
り精密な型取りをすることができる。代表的な型として、
CD などの光ディスクの原盤
や、印刷原板、時計の文字盤な（出典）

ど、サブミクロンレベルが要

http://www.ikex.co.jp/business/dentyu/dentyutoha.html(最終求される精度にも対応していアクセス 2019/10/28)

写真 5-4-3-2

電鋳の例

208
208

る。

(3) セルメット
セルメットは住友電気工業株式会社の登録商標であるが、ニッケル水素電池正極材として広く使われているスポンジ状のニッケル素材である。空隙率が高く、ニッケル水素電池の正極素材である水酸化ニッケルを効率的に充填できる。ニッケルの触媒性能等から、電池以
外にも広く用いられてきている。製造方法には電気ニッケルめっきが用いられていることから、めっき用途のひとつと考えられる。

発泡樹脂
導電処理
電気めっき
熱処理
加工

（出典）https://sei.co.jp/celmet/(最終アクセス

製品

2019/10/28)

写真 5-4-3-3

セルメット（出典）MERIJ 作成

図 5-4-3-1

セルメット製造フロー

セルメットの製造プロセスフローを図 5-4-3-1 に示す。カーボンのスポンジに導電処理を施し、電解めっきによってセルメット構造を作成する。そののち焙焼でカーボンを燃焼除去
し、水素還元処理を行ってメタルセルメットとする。必要に応じて圧延/カッティングを行って製品となる。
その他のめっき分類として、電解めっきと無電解めっきがある。ほとんどのニッケル消費
は電解めっきと思われる。電解めっきの場合は電解液へのニッケル分の供給はアノードへのニッケルメタル投入で補われる。無電解めっきは化学的にめっきを施すため電解が不要となり、不導体であるプラスチックやセラミックなどにめっきを施すことができる。この場
合、溶液へのニッケル補充はケミカル品（硫酸ニッケル、塩化ニッケル）などで行われる。
5.4.4.

電池材料

ニッケル用途の電池材料としては、主にニッケル水素電池とリチウムイオン電池がある。
また、燃料電池材料としての用途も広がりつつある。

209
209

(1) ニッケル水素電池
ニッケル水素電池におけるニッケルは、正極材としての水酸化ニッケル、セルメット、負極の水素吸蔵合金などで用いられている。ニッケル水素電池（Ni-MH）は、1990 年に実用化され、当初は主に乾電池代替の充電池向けが主流であった。当時主流であったニッケルカ
ドミウム電池よりも性能が高くなり、一時期は携帯電話やデジタルカメラ等、多くの移動携
帯機器に用いられたが、次第にリチウムイオン電池（LiB）にとって代わられている。現在はその取り扱いやすさから、乾電池代替の単三/単四型の充電池としての用途が多い。
Ni-MH 円筒型のモデルを図 5-4-4-1 に示す。正極と負極をセパレーターを介して渦巻状とした電極群を電池ケースに封入した構造で、正極は水酸化ニッケルであるが、活物質の保持体として細かい孔が無数に開いた焼結基板や発泡メタル（セルメット）等を用い、これに活物質を詰めたものが正極板となる。負極板は水素吸蔵合金の微粉末に導電材、結着剤を添加してペースト状としたものを金属多孔板に塗布しプレスしたものが用いられる。電解液は水酸化カリウム等のアルカリ性水溶液となる。電圧は 1.2V でマン（出典）http://www.baj.or.jp/qa/charge/03.html（最終アクセス 2019/10/28)

ガン一次乾電池に近く、繰り返し使える経

図 5-4-4-1

済的な乾電池としての用途が多い。

ニッケル水素電池の構造

初期のころの量産ハイブリッドカーである 1997 年に発売されたトヨタ・プリウスや、
1999 年に発売されたホンダ・インサイトでは走行モーター用バッテリーとして Ni-MH が用いられた。その後、ホンダのハイブリッドカーでは LiB 電池が主流となるが、安全性や低温時の特性、価格面などから、トヨタは改善を続け、2019 年時点で現行の４代目プリウスにおいても、ニッケル水素電池仕様のものを主流としている。
なお、リチウムイオン電池の体積エネルギー密度の向上に伴って、トヨタ以外の自動車各
社は、ハイブリッドカー等に用いる二次電池を Ni-MH から LiB に変更してきており、現状、駆動用に車載で用いられている二次電池はトヨタ以外ではほぼ LiB となっている。

210
210

コラム 電車へのニッケル水素電池の応用チャレンジ
川崎重工では大型・高出力の Ni-MH「ギガセル」を開発。充電式電池で稼働するバッテリー電車（SWIMO）を開発しており、実証試運転までは行っているが、2019 年
現在では商用運転に至ったとの情報はない。なお、バッテリー電車については LiB 電池で同様の仕様とした鉄道総研の「Hi-tram」があるが、同様に商用運転には至っていない。
Hi-tram

SWIMO

技術的な面と省エネに関しては問題ないと思われるが、問題なのはバッテリーの価格と安全性ではないかと考えられる。特にリチウムイオン電池は発火の危険性があるため、大容量のバッテリーを積んだ公共交通機関は安全対策が必須となり、コストを押し上げている可能性もある。
なお、「ギガセル」については停電時の非常走行を目的（運河上で停電により停車した場合、救出に時間がかかるため）としたシステム用地上蓄電設備として 2014 年 6月、東京モノレールに納入されている。

211
211

(2) リチウムイオン電池（LiB）
LiB の構造は、主に正極材、負極材、電解液、セパレーター、
集電材となっており、それらをパッケージングする缶体からなっている。

(出典)MERIJ 作成

図 5-4-4-2 リチウムイオン
電池の構造

正極材は集電体としてアルミニウム箔の上にリチウム酸化物をバインダーとともに塗布したものが用いられる。
正極材の種類によって電圧も異なるが、主なものとして以下がある。
① コバルト酸リチウム
初期の LiB はコバルト酸リチウムを使用していた。
（LiCoO2）。ただし、コバルトが高価であることや、熱暴走の危険があるため車載用への応用はなされていない。
② マンガン酸リチウム
マンガン酸リチウム（LiMn2O4）を正極材とするマンガン系 LiB は価格の安いマンガンを利用できることと、熱安定性に優れることから、2010 年発売の初代日産リーフ（初期型）に代表されるように車載用 LiB として有望視されていた。
ただし、特に温度の高い状態においてマンガンが電解液に溶出しやすい弱点があり、さらに高容量化が望まれたことから 2017 年に発売された新型リーフでは 3 元系正極材が使用されている。
③ ニッケル酸リチウム＋アルミニウム
LiCoO2 と同一の構造である LiNi0.8Co0.15Al0.05O2、で、容量の大きいニッケルを用いるが、そのままでは熱安定性に欠けるため、ニッケルの 5%をアルミニウムに置き換えることで安212
212

定性を高めている。ニッケル（Ni）、コバルト（Co）、アルミニウム（Al）を用いることから NCA と言われている。
④ 3 元系
LiCoO2 と同一の構造で、Li（Ni、Co、Mn）の 3 元系も開発が進められている。3 元系
は容量をニッケルで、安定性を Mn で行うなど、各種組成の調整により容量と安定性のバランスが良いといわれている。より高い容量と、価格、安定性等を求めて、各元素のバラン
スや添加剤が細かく調整されたものが開発されている。2019 年現在では、EV 向け LiB の主流はこの 3 元系である。
⑤ リン酸鉄リチウム（鉄オリビンリン酸鉄）
ニッケル/コバルトを使用しない LiB もある。オリビン型リン酸鉄リチウムを正極とする
リチウムイオン電池がそれで、リン酸鉄を正極材の主成分としている。リン酸鉄 LiB では、電圧が他の LiB（3.7V 前後）と比べて低く、3.2V 付近であるということもあり、エネルギ
ー密度が低めとなっていることから、EV 向けの用途は限られている。
原料が鉄・リン酸ということで Ni/Co 等のレアメタルも用いないことから（原料代は）安価であるが、出力特性など、安定した性能を得るためにはナノリン酸鉄の酸化度合いを制御したもので、結晶性の良いものを製造する必要があり、粒径制御して製造した沈殿をアルゴン雰囲気下で焼成するなど、製造には一定の技術が必要となる。結果として製造コストは必ずしも安くはならない。
熱暴走しにくく、安全性が高いことや寿命（サイクル）特性が良いことから、定置式のバッテリーとしては性能が高く、有望視されている。国内ではエリーパワー等が積極的に定置式バッテリーとして販売しており、2020 年には京セラも一般家庭向けに販売を開始する。
(3) 生産量推移とニッケル必要量
図 5-4-4-3 に 1999 年以降の主な二次電池の国内生産量を示す。ニッカド電池はカドミウ
ムの問題等により、ニッケル水素電池とリチウムイオン電池に取って代わられてきている。
リチウムイオン電池では 2012 年以降統計されている車載向けリチウムイオン電池が急激に伸びている。これはハイブリッドカーや EV の普及に伴う車載向け需要が伸びたためと思われる。鉛電池は他の電池に比べると生産数量にはほとんど変化がない。

213
213

1,400,000

30,0001,200,000

25,0001,000,000

800,000
15,000600,000

鉛電池生産量(千個)生産量(千個)20,00010,000400,000
ニッケル水素200,000

ニッカド等

5,000

車載用LIB
LIB

車用鉛電池
0
0
1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020年

(出典）経産省機械統計を元に MERIJ 作成

図 5-4-4-3

二次電池の生産量推移（国内）

これを、出荷された電池容量別のグラフにすると、車載向け電池の傾向が顕著になる。
4,000,000

3,500,000

3,000,000

生産容量(kAh)

2,500,000

ニッケル水素
車載用LIB
LIB

2,000,000

1,500,000

1,000,000

500,000

01998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020年

(出典）経産省機械統計を元に MERIJ 作成

図 5-4-4-4

二次電池の生産容量推移（国内）

Ni-MH は LiB による代替が進んでいるとはいえ、生産容量としては順調に伸びてきている。小型の LiB そのものは生産された総容量としては横ばいとなっている。これは国内の
214
214

生産量を示すものであるため、2010 年以降は LiB の加工品として輸入されているものが多くなっていると推察する。
車載向け LiB は大きく伸びており、2018 年には 3,426MAh となっている。これに伴う必要ニッケル量について推定してみる。重量密度で 200Wh/kg とし、単位電圧を 3.7V、電池
重量当たりのニッケル量を 8%（後述）とすると、2018 年の車載向け LiB 用途のニッケル量は推定 5,075 トンとなる。LiB は小型電池向けもあり、同様に計算すると、図 5-4-4-5 のようになる。この図から分かるように、日本における電池向けニッケル使用量は、Ni-MH
向けの方がまだ多い。ただし、車載向け LiB が急速に伸びており、この必要ニッケル量は早晩逆転されると思われる。ちなみに、2018 年における合計の必要ニッケル量は計算上約15,000 トンになる。

9,000

8,000

7,000

ニッケル使用量(トン)6,000

ニッケル水素電池
LIB

5,000

4,000

3,000

2,000

1,000

0
1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020年

(出典）経産省機械統計を元に MERIJ 作成

図 5-4-4-5

二次電池に用いられたニッケル量（国内推定）2018 年の EV は全世界でおおよそ 100 万台が販売されている。今後順調に販売台数が伸びるとして、2030 年には全自動車販売台数の約 10%、1,000 万台が売られると予測されている。この場合、平均の電池積載量が 30kWh、重量密度として 200Wh/kg とすると、電池
重量は 1 台当たり 150kg となる。現状では 3 元系で Ni:Co:Mn が 6:2:2 が主として用いられていると考えると、電池重量当たりのニッケル比率は、おおよそ 8%。2018 年時点でニッ
ケル使用量は 12,000 トンで、プライマリーニッケル 230 万トンの 0.4%程度であり、大きな影響は考えにくい（※重量密度は様々な値がある。この 200wh/kg は上限に近い）。だが、これが 2030 年に EV1,000 万台となり、1 台当たり 40kWh、Ni:Co:Mn 比も 8:1:1 となると考えると、バッテリー重量は 200kg/台。ニッケル比率は 10%、単純計算でニッケル
200,000 トンが必要となる。ニッケル生産量が増加しなかった場合はプライマリーニッケルの約 9%となり、影響は無視できなくなる。
215
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(4) 燃料電池（SOFC）用途
SOFC（個体酸化物形燃料電池）の負極材（燃料極）の一部として、酸化ニッケルが使用されている。使用されている。SOFC は家庭における燃料電池（都市ガス変換型）の導入が進んでおり、今後も普及が見込まれる。SOFC は一般に稼働温度が 700℃以上と高く、この高温に耐えられる高耐久な負極材の構成物質として電解質としての YSZ（イットリア安定化ジルコニア）と負極材の酸化ニッケルを混合したものが用いられている。

（出典）大阪ガス HP(最終アクセス 2019/10/10)

図 5-4-4-6

5.4.5.

燃料電池（SOFC）で用いられるニッケル

触媒

ニッケルを原料とする触媒は、一般に有機化合物の水素化反応、カップリング触媒などに用いられる。触媒の種類は多岐に渡るカップリング触媒などは有機成分の中にニッケルが含まれる形で製品に添加され、反応後に再利用される形を取る。一方、水素化触媒等では、様々な担体にニッケルを担持させ、形状により表面積を確保したうえで反応を促進させる。触媒中のニッケ（出典）http://www.sakaichem.co.jp/jp/products/product_05_02.html(最終アクセス 2019/10/10)

ル品位には数%～90%以上までさまざまな製品があり、 写真 5-4-5-1 ニッケル触媒の例
石油精製に用いられることが多い。
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担体にはシリカ系、アルミナ系などがあり、形状も顆粒状から特殊形状まで多岐に渡る。
使用に伴い細孔が詰まるなど、反応性が悪くなると新しい触媒と交換されるが、使用済み触媒を再生し、ニッケルやその他レアメタルを回収することも重要であり、取り組みが進められている。
5.4.6.

MLCC 用ニッケル電極

ニッケルが活躍している分野の一つとして、積層セラミックコンデンサー（MLCC）用ニ
ッケル粉がある。ただし、用途としてのニッケルの形状としてはニッケル粉の分類になり、出荷物量（重量）としては全ニッケルに占める割合はわずかである。
積層セラミックコンデンサーMLCC （Multi-Layered Ceramic Capacitor）とは、セラミックスの誘電体と金属電極を 多層化（積層）することで小型・大容量化を図った、チップ型コンデンサーである。
1980 年代に旧来のパラジウム等の貴金属系のコンデンサーに代わり、安価なニッケル粉を用いた MLCC
（積層セラミックコンデンサー）が作られるようになった。ニッケル粉をより微粒子にして層間を薄くする
ことができ、より層数を増やすことで MLCC は小型化、大容量化を進め、電子デバイスには無くてはならない存在となった。非常に小さな部品であるため、ニッケルメタルとしての使用量は限られるが、精密な電子デバイスにもニッケルが活躍している。

（出典）https://ascii.jp/elem/000/001/754/1754843/img.

用途としてはコンデンサーであり、主な

htm(最終アクセス 2019/10/11)

役割はノイズフィルターであるが、2019 年

写真 5-4-6-1

CPU に用いられている

MLCC（矢印）

現在ではスマートフォンや車載デバイスの受動部品として多く使われ、需要が急増している。将来の EV には自動車 1 台当たり MLCC は 1 万個以上使用されるといわれている。
主要メーカーの MLCC 製造工程を図 5-4-6-1 に示す。

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（出典）TDKHP https://www.jp.tdk.com/tech-mag/condenser/005(最終アクセス 2019/10/28)

図 5-4-6-1

MLCC の製造フロー（出典）JEITA「2028 年までの電子部品技術ロードマップ」
https://www.jeita.or.jp/japanese/pickup/category/2019/vol30-04.html(最終アクセス
2019/10/28)

図 5-4-6-2

主に用いられる MLCC のサイズ
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主要な MLCC のサイズは、高容量化と使用デバイスの小型化や電圧の低下などのトレンドが重なり、次第に小型のものになってきた。2019 年現在では 1005M（1.5mm×0.5mm サイズ）が主流で、さらに小型の 0603M（0.6mm×0.3mm）ものが主流になろうとしている。
小型になると電極面積が減るためその分コンデンサーとしての容量が小さくなるが、内部の積層数を増やすことで容量を高く保つことが求められる。用いられるニッケル微粒子の径が小さければ積層数を増やすことができるため、より小さな微粒子が求められてきた。使用されるニッケル粉として、現在はハイエンド品で 0.2～0.3μm の微粒子ニッケルが用いられている。
こうしたサブミクロンオーダーの微粒子を製造する方法としては、液体としたニッケル
イオンをヒドラジン等の還元剤で急速に還元し、ろ過する湿式法、溶融したメタルニッケルの融体を噴霧する噴霧法、溶融したニッケルにプラズマ等を照射し揮発させる CVD 法など
がある。

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