電気二重層キャパシタ/リチウムイオンキャパシタの現状・課題と大容量・高出力化、動作温度の向上

第1部:リチウムイオンキャパシタの技術・開発動向と採用事例および今後の用途展開

(2015年12月7日 10:30〜12:00)

　リチウムイオンキャパシタを基本から理解し、設計概要や適用事例を詳しく知ることで、要求されている材料特性や適用できるアプリケーションなどが、より具体的にイメージできるようになっていただきたい。

1. リチウムイオンキャパシタの構成、プレドープ、他の逐電デバイスとの違い
   1. リチウムイオンキャパシタの構成
   2. プレドープについて
   3. 他蓄電デバイスとの違い
2. リチウムイオンキャパシタの設計技術
3. リチウムイオンキャパシタが求める材料
   1. 活性炭
   2. 負極
   3. セパレータ
   4. 電解液
4. リチウムイオンキャパシタの特性 (ULTIMOの特性)
   1. 基本性能
   2. 耐久性
   3. 安全性
5. ULTIMOの採用事例
6. リチウムイオンキャパシタ関連の規格
7. 今後の展開
• 質疑応答・名刺交換

第2部:電気二重層キャパシタ用高耐久性炭素ナノ細孔体電極

～キャパシタのさらなる高電圧化にむけて～

(2015年12月7日 12:50〜14:20)

　電気二重層キャパシタ (EDLC) は、高出力・長寿命を特徴とする蓄電デバイスであるが、エネルギー密度の改善・さらなる信頼性の向上のためには作動電圧・充電電圧を高める必要がある。 　有機系電解液を用いたEDLCであっても現実的な最大電圧は3V程度であり、それ以上の電圧で充電するとキャパシタが劣化し容量が低下する。高電圧充電によるキャパシタの劣化の原因は、活性炭電極界面における電気化学分解反応であるが、電気分解は電解液の電位窓だけでなく、活性炭電極の表面状態にも強く依存する。しかしながら、電極構造の視点に立った研究例は少なくEDLCの高電圧化には未だに課題が山積しているが、最近になり高電圧化の道筋が見えてきた。 　本講演では、高温下での高電圧充電に対し優れた耐性を示す炭素ナノ細孔体電極の材料設計について概説する。

1. はじめに ～炭素材料と電気化学～
2. 電気二重層キャパシタ用炭素ナノ細孔体
   1. 電気二重層キャパシタとは? (リチウムイオンキャパシタとの関係について)
   2. 電気二重層キャパシタと電気化学キャパシタ・ハイブリッドキャパシタ
   3. キャパシタ電極材としての炭素ナノ細孔体 (活性炭) の製法&求められる特性
3. 炭素ナノ細孔体電極の材料設計による高電圧化
   1. 電界賦活による高容量化と高電圧化
   2. 活性炭への異種元素ドープによる高電圧化
   3. 高電圧充電による耐久試験 (フロート試験)
   4. 高温熱処理
   5. 集電体の三次元構造化 (発泡アルミニウム集電体)
   6. 炭素ナノ細孔体電極のシームレス化
• 質疑応答・名刺交換

第3部:自動車用電気二重層キャパシタの現状・課題とエネルギー回生技術

(2015年12月7日 14:30〜16:00)

　筆者らが2002年に世界で初めて自動車用途へ電気二重層キャパシタを採用して以来、2012年になり、普及が進むアイドリング・ストップ・システムに使用され、燃費を20%程度改善しており、その効果は絶大である。今後、電気自動車やハイブリッド自動車への適用により、これらの燃費性能をさらに改善できる可能性がある。 　本講演では、電気二重層の基本特性から解説し、現状や筆者らの開発経験からそのポイントなどについて説明する。

1. 自動車用電気二重層キャパシタの現状
   1. 電気二重層キャパシタの特性
   2. 電池との比較
   3. 乗用車用途
   4. 商用車用途
2. 自動車用途における開発事例
   1. キャパシタセル
   2. モジュール、システム化
   3. 開発のポイント
   4. 信頼性
3. 広範用途への適用
   1. 適用分野
   2. 風力発電用途
4. 今後の課題と可能性
   1. 複合蓄電装置
   2. 電気自動車、ハイブリッド自動車
   3. 今後の課題と可能性
• 質疑応答・名刺交換