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日本ケミコン電機

JST、日本ケミコンが高入出力特性と高エネルギー密度を両立した蓄電デバイスを実用化

2019/3/5 15:40
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発表日:2019年3月5日

高入出力特性と高エネルギー密度を両立した蓄電デバイスを実用化

~ナノ結晶化チタン酸リチウムを用いたハイブリッドキャパシターを開発~

(産学共同実用化開発事業(NexTEP)の成果)

■ポイント

・車両などの減速エネルギー回生システムに用いられる電気二重層キャパシターは、大電流での入出力は可能だが、体積あたりのエネルギー密度が低いことが問題だった。

・負極にナノ結晶化チタン酸リチウムを用いたハイブリッドキャパシターを開発し、エネルギー密度の大幅な向上に成功した。

・本開発によるハイブリッドキャパシターを車両などの減速エネルギー回生システムに組み込むことにより、燃費・電費改善が期待される。

JST(理事長 浜口 道成)は、産学共同実用化開発事業(NexTEP)の開発課題「ナノ結晶化チタン酸リチウムを用いたハイブリッドキャパシタ」の開発結果を成功と認定しました。

この開発課題は、東京農工大学 大学院工学研究院 応用化学部門 直井 勝彦 教授らの研究成果を基に、平成25年8月から平成30年7月にかけて日本ケミコン株式会社(代表取締役社長 内山 郁夫、本社住所 東京都品川区大崎5丁目6番4号、資本金215億2600万円)に委託して、同社にて企業化開発を進めていたものです。

車両などの減速エネルギー回生システム(注1)に用いられる蓄電デバイスには二次電池(充電式の電池)や電気二重層キャパシター(注2)があります。二次電池は体積あたりのエネルギー密度が高いものの、蓄電メカニズムに化学反応を利用するため高入出力特性を実現することが不可能であり、現行の液型リチウムイオン電池では発火事故のリスクを完全には払拭できません。一方で、活性炭を用いる電気二重層キャパシター(EDLC)は優れた入出力特性を持ち、効率的にエネルギー回生を行えるものの体積あたりのエネルギー密度が低いという問題がありました。

本開発では、負極にキャパシター向けに調整したチタン酸リチウムを用いたハイブリッドキャパシター(注3)を開発し、電気二重層キャパシターに対して大幅なエネルギー密度の向上を実現するとともに、薄膜塗工電極などの技術によりキャパシターセルの内部抵抗を低減することに成功しました。これにより安定した充放電サイクル特性を持ち、減速エネルギー回生システムに適した蓄電デバイスを実用化しました。

本開発成果は、減速エネルギー回生システムの用途だけでなく、高い入出力特性やサイクル安定性を生かし、今後各種電装機器のピークアシストやバックアップ用自立電源などへの適用も期待されます。

産学共同実用化開発事業(NexTEP)は、大学等の研究成果に基づくシーズを用い、民間企業が単独で事業化することが困難な、開発リスクが高く規模の大きい開発を支援し、実用化を後押しする事業です。

詳細情報 https://www.jst.go.jp/jitsuyoka/

※以下は添付リリースを参照

リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。

添付リリース

https://release.nikkei.co.jp/attach_file/0504338_01.pdf

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