実用化進むキャパシタ技術動向と今後の展開

第1部 キャパシタの開発動向と今後の展開

(2014年6月25日 11:00〜12:30)

森本技術士事務所 代表 森本 剛 氏

　キャパシタは急速充放電が可能で,高い信頼性を有する二次電源を総称し,電気二重層キャパシタ (EDLC) ,レドックスキャパシタ、ハイブリッドキャパシタに分類される。 　EDLCは,最初に工業化されたキャパシタであり、二次電池と比較して出力密度が高い,寿命が長く高い信頼性を有する,等の長所を有するが,エネルギー密度が低いという短所がある. 　ハイブリッドキャパシタの一種であるリチウムイオンキャパシタ (LIC) は、EDLCとリチウムイオン電池のそれぞれ正極と負極を組み合わせて 構成される新型キャパシタであり、LTO系LICと炭素系LICの2つが工業化されつつある。いずれもEDLCの優れた特性を保ちながら,エネルギー密度をEDLCよりも2～4倍向上させたものであり,EDLCが保有するエネルギー密度では,適用が困難であった新たな用途を開拓するものと期待される. 　これらキャパシタの構成、材料、特性等技術開発の現状について述べるとともに,今後の技術開発の動向について述べる。

1. 序論
   1. キャパシタの分類
   2. キャパシタの定義と原理
   3. 二次電池との比較
2. 電気二重層キャパシタ (EDLC)
   1. セル構成
   2. 電解液
   3. 電極
   4. 特性
   5. 新規材料の開発動向
3. リチウムイオンキャパシタ (LIC)
   1. LICの定義
   2. EDLCとの比較
   3. LTO系LIC
      1. 作動原理
      2. 現状技術、特性
      3. 特性向上のための新規材料の開発動向
   4. 炭素系LIC
      1. 作動原理
      2. プレドーピング技術
      3. 現状材料、特性
      4. 新規技術開発動向
4. まとめ

• 質疑応答

第2部 電気二重層キャパシタ材料としてのカーボンナノチューブの可能性

(2014年6月25日 13:20〜14:50)

日本ケミコン (株) 技術本部. 末松 俊造 氏

　本講座では、カーボンナノチューブ (CNT) を電極材料として用いた電気二重層キャパシタについて講演する。 　特に電極材料としてのCNTの特長、従来の活性炭電極とは全く異なるユニークな電極作製技術、CNTキャパシタの性能面での優位性を中心に説明する。

1. はじめに
2. 電気二重層キャパシタ (EDLC) 概要
   1. EDLCの原理と市場要求
   2. EDLCのサイズ別分類とその用途例
   3. 次世代キャパシタ材料
3. キャパシタ電極用カーボンナノチューブ (CNT)
   1. CNT利用の特長
   2. CNTキャパシタ電極検討例
   3. スーパーグロースCNTを用いたキャパシタ開発 (NEDOプロジェクト)
   4. スーパーグロースCNTのキャパシタ電極材料としての特長
   5. CNT電極作製技術
4. CNT電極を用いた電気二重層キャパシタ (CNTキャパシタ) の基礎特性
   1. 各種初期特性
   2. 寿命特性
5. まとめ

• 質疑応答

第3部 減速回生システムi-ELOOPと大容量キャパシタ及び二次電池への期待について

(2014年6月25日 15:00〜16:30)

マツダ (株) 電気駆動システム開発室 高橋 正好 氏

　マツダは、技術開発の長期ビジョンであるサステイナブル“Zoom-Zoom”宣言に基づき「ビルディングブロック戦略」を推進している。 　新世代技術「SKYACTIV TECHNOLOGY」で、クルマの基本性能となるパワートレインの効率改善や車両の軽量化などのベース技術を徹底的に改善し、段階的に電気デバイス技術を組み合わせて、CO2の総排出量を削減していく。 　そのSTEP2 (Fig.1内) となるクルマの減速時に発生するエネルギーを電気として回収し、クルマが必要とする電気エネルギーとして再利用する新たな減速エネルギー回生システム“i-ELOOP” (intelligent energy loop) を開発した。 　既に何度か減速回生技術“i-ELOOP”とキャパシタとの関わりについてお話ししたが、今回はハイブリッドシステムとのかかわりと大容量キャパシタ及び二次電池への期待について紹介したい。

1. ハイブリッド
   1. ハイブリッドの分類について
   2. マイクロハイブリッドと“i-ELOOP”
2. 電気二重層キャパシタを用いた“i-ELOOP”
   1. i-ELOOPの説明
      1. SKYACTIV TECHNOLOGY + 環境ビルディングブロック戦略
      2. マツダ減速エネルギー回生キャパシタシステム“i-ELOOP” について
      3. “i-ELOOP” システム概要
      4. 構成部品とレイアウト
      5. “i-ELOOP”による燃費改善について
      6. エネルギー回生について
         • 電気二重層キャパシタ
         • キャパシタ採用事例
         • 回生方法
         • 回生エネルギ量
         • 他社システム比較
   2. 将来の“i-ELOOP”
      1. “i-ELOOP”の進化について
3. まとめ

• 質疑応答