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1章 キャパシタの技術動向 |
1 | 大型EDLCの材料 |
1.1 | 電解液 |
1.2 | セパレータ |
1.3 | 活性炭電極 |
1.4 | 新規炭素系電極 |
2 | 大型EDLCの構造 |
3 | 大型EDLCのエネルギー密度と出力密度 |
4 | ハイブリッドキャパシタ |
4.1 | LiCの原理と特徴 |
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2章 電気二重層キャパシタの高エネルギー密度化への展開 |
1 | 電気二重層キャパシタの構成要素と原理 |
2 | 電気二重層キャパシタと二次電池の比較 |
3 | 電気二重層キャパシタの特徴 |
4 | 電気二重層キャパシタのエネルギー密度増大のためのアプローチ |
4.1 | 静電容量増大のアプローチ |
4.1.1 | 窒素含有炭素材料による擬似容量キャパシタ |
4.1.2 | ナノカーボン材料を用いた電気二重層キャパシタ |
4.1.3 | 金属酸化物を利用したレドックスキャパシタ |
4.1.4 | 正極へのアニオンのインターカレーションを利用したハイブリッドキャパシタ |
4.2 | 電圧増大のアプローチ |
4.2.1 | イオン液体を電解液に用いたキャパシタ |
4.2.2 | Liを利用したリチウムイオンキャパシタ |
4.3 | 構成要素の質量減少のアプローチ |
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3章 高エネルギー密度化した電気二重層キャパシタの寿命・信頼性と 安全性について |
1 | 安全性と信頼性 |
2 | 電気二重層キャパシタの機能と市場・用途 |
2.1 | 電気二重層キャパシタの期待される機能 |
2.2 | 電気二重層キャパシタの市場・用途 |
3 | 電気二重層キャパシタの寿命と信頼性 |
3.1 | 電気二重層キャパシタの構造と基本特性 |
3.2 | 電気二重層キャパシタの劣化と寿命 |
3.2.1 | 電気二重層キャパシタの劣化 |
3.2.2 | 電気二重層キャパシタの寿命 |
3.3 | 加速寿命試験 |
3.4 | 劣化モード |
3.5 | 電気二重層キャパシタの信頼性 |
3.5.1 | セルの信頼性 |
3.5.2 | モジュールの信頼性 |
4 | 電気二重層キャパシタの安全性 |
4.1 | 高温過電圧フローティング試験 |
4.2 | 過電圧充電試験 |
4.3 | 短絡試験 |
4.4 | 加熱試験・釘刺し試験 |
4.5 | 安全性試験のまとめ |
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4章 リチウムイオンキャパシタの技術動向 |
1 | LICの動作原理 |
2 | プレドープ技術 |
3 | LICの特長 |
3.1 | セル設計技術 |
3.1.1 | プレドープ深度 |
3.1.2 | 電極の目付量 |
3.1.3 | 正極活物質と負極活物質の重量比率 |
4 | LICセルの特性 |
4.1 | 出力特性 |
4.2 | 信頼性評価 |
4.3 | 安全性評価 |
5 | 今後の展開 |
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5章 材料設計による電気二重層キャパシタの高エネルギー密度化と 特性向上 |
1節 | 電気二重層キャパシタ電極用活性炭の製法と特性向上 |
1 | 電気二重層活性炭電極の製造方法ならびにその構造と特性向上 |
2 | 体積当たりの高静電容量化 |
a | NaOH賦活炭素 |
b | 電極の膨張抑制 |
c | 電極炭素材調製法 |
3 | 電位窓拡大 |
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2節 | 電気二重層キャパシタ用ナノカーボン材料電極の開発 |
1 | はじめに |
2 | キャパシタ用電極材料の要求条件 |
3 | 従来カーボン材料での動向と研究成果 |
3.1 | 活性化反応 |
3.2 | 従来カーボンを用いたキャパシタ特性報告 |
4 | 新規ナノカーボン材料の研究成果 |
4.1 | ナノチューブ単独 |
4.2 | CNT複合体 |
4.3 | その他 |
5 | 今後の展望 |
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3節 | 電気二重層キャパシタ電極へ向けたメソポーラスカーボンの細孔制御技術 |
1 | カーボン被覆プロセスを用いた、メソ孔制御多孔質炭素の製造方法 |
1.1 | セラミックス基質へのカーボン被覆プロセス |
1.2 | メソ孔制御多孔質炭素の製造 |
2 | メソ孔制御カーボンと電気二重層キャパシタ容量との関係 |
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4節 | 電気二重層キャパシタ電極への異種元素ドーピングによる高エネルギー密度化 |
1 | はじめに |
2 | 窒素含有炭素の容量発現機構考え方 |
・ | 窒素官能基の酸化還元反応による擬似容量の寄与 |
・ | 電極内部に発現する空間電荷層容量の改善 |
・ | 細孔壁の濡れ性の改善 |
3 | 炭素化ポリアニリン |
4 | さいごに |
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5節 | 導電性カーボンブラックの電気二重層キャパシタ電極への応用技術 |
1 | 導電性カーボンブラックとは? |
1.1 | 導電性カーボンブラックの構造 |
1.2 | 導電性発現機構 |
1.3 | 導電性カーボンブラックの種類とケッチェンブラックの構造・特徴 |
2 | 導電性カーボンブラックのパワーソース分野への応用 |
2.1 | 電気二重層キャパシター分野 |
2.2 | その他のパワーソース分野 ―二次電池分野― |
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6節 | 電気二重層キャパシタ用バインダーの高性能化 |
1 | 電気二重層キャパシタ電極の構成と製造方法 |
2 | バインダーの機能と各種バインダーの特徴 |
3 | 塗布法バインダーに求められるもの |
3.1 | 結着性 |
3.2 | 耐電解液性 |
3.3 | 電気化学的安定性 |
3.4 | 電極スラリー安定性 |
4 | 電気二重層キャパシタ電極の高性能化に向けて |
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7節 | 電気二重層キャパシタ(EDLC)電極の組成、電極製法と乾燥方法 |
1 | EDLCの電極材料 |
1.1 | 分極性材料 |
1.1.1 | EDLC用分極性材料の概要 |
1.1.2 | 分極性材料の種類と賦活方法 |
1.1.3 | 代表的なEDLC用活性炭の製法と展望 |
1.1.4 | 代表的な活性炭製造メーカー |
1.1.5 | 活性炭原料の種類と製造方法とEDLCの適合性 |
1.1.6 | 活性炭の基本特性 |
1.2 | EDLC用分極性電極の代表的な製法 |
1.2.1 | 分極性電極の製法の概要 |
1.2.2 | 分極性材料の主要構成材料 |
a | 活性炭 |
b | 導電性改良材 |
c | 電解質、溶媒 |
d | バインダー |
e | スラリー安定剤 |
f | セパレータ |
1.2.3 | 分極性電極の主な製法 |
1.2.3.1 | 分極性電極の構成材料 |
1.2.3.2 | 成形加工方法(主な製造工程図) |
1.2.3.3 | 乾燥方法 |
1.2.3.4 | 安全対策(漏液、シール剤) |
1.2.4 | 今後の展望 |
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8節 | 電気二重層キャパシタ用非水電解液の高性能化 |
1 | はじめに |
2 | 非水系電解液に求められる特性 |
2.1 | 電解質の構造と電解液電導度の関係 |
2.2 | 電解質の溶媒への溶解性と電解液粘性率の関係 |
2.3 | 電解質の種類と電気化学的安定性の関係 |
2.4 | 使用できる電解質の種類 |
3 | 各環状型電解質の特性 |
3.1 | 電解質種と電導度の関係 |
3.2 | 電解質種と粘性率の関係 |
3.3 | 電解質種と電気二重層キャパシタ特性の関係 |
4 | スピロ型第四級アンモニウム塩(SBP-BF4) |
5 | 従来の電解質との特性比較 |
5.1 | 電導度−電解質濃度 |
5.2 | 粘性率−温度 |
5.3 | 内部抵抗−温度 |
5.4 | レート特性 |
6 | 溶媒種の効果 |
7 | まとめ |
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9節 | 高エネルギー密度化電気二重層キャパシタに向けた電解液の開発 |
1 | イミダゾリウム塩の特徴 |
1.1 | 酸化還元電位 |
1.2 | 電解質の溶媒に対する溶解性 |
1.3 | キャパシタ評価結果 |
1.4 | アルカリを抑制する電解液 |
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10節 | アラミドセパレータによる電気二重層キャパシタの耐電圧の向上 |
1 | はじめに |
2 | アラミドセパレータの特徴 |
2.1 | アラミド |
2.2 | アラミドセパレータ |
3 | 電気二重層キャパシタ |
3.1 | 電気二重層キャパシタ |
3.2 | キャパシタの構造 |
3.3 | キャパシタの特性 |
4 | アラミドセパレータの電気二重層キャパシタへの応用例 |
4.1 | 活性炭吸着水 |
4.2 | 電極ユニットの乾燥 |
4.3 | 耐電圧の評価 |
5 | まとめ |
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6章 高エネルギー密度化電気二重層キャパシタの応用技術 |
1節 | 車載向け電気二重層キャパシタ(EDLC)の技術動向 |
1 | EDLC種類と製品化の歴史 |
1.1 | はじめに |
1.2 | 電気二重層キャパシタ(EDLC)種類とEDLC実用化の歴史 |
1.3 | EDLCの各サイズ別、応用機器、活性炭材料との歴史 |
2 | EDLCの最近の応用展開 |
2.1 | 概要(回生制動応用と産業用応用) |
2.2 | EDLCの自動車への応用展開 |
2.3 | HEVの種類と電源構造 |
2.4 | フォークリフトへのEDLCの採用例 |
3 | ガス透過安全弁 |
4 | まとめ |
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2節 | 電気二重層キャパシタ式瞬時電圧低下補償装置の開発 |
1 | 動作原理 |
2 | 開発装置の性能 |
2.1 | 仕様 |
2.2 | 特長 |
2.2.1 | 長時間補償 |
2.2.2 | 保守性向上 |
2.2.3 | 高効率・低運転コスト |
2.2.4 | 環境負荷の低減 |
2.3 | 装置に取入れた技術 |
2.3.1 | 大容量電気二重層キャパシタ |
2.3.2 | 常時商用給電方式 |
2.3.3 | 並列補償方式 |
2.3.4 | 静止形高速切換スイッチ |
2.3.5 | 電気二重層キャパシタ |
2.3.6 | 装置寸法 |
3 | 応用事例 |
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3節 | EDLCの鉄道分野への応用 |
1 | 電気鉄道の特徴 |
1.1 | 電圧降下対策 |
1.2 | 回生失効対策 |
1.3 | 電気鉄道用電力貯蔵装置に求められる性能 |
2 | EDLCを用いた電力貯蔵装置 |
2.1 | 直流高速度遮断器(HSCB) |
2.2 | 昇降圧チョッパ |
2.3 | フィルタコンデンサ、フィルタリアクトル |
2.4 | 電気二重層キャパシタ(EDLC) |
3 | 電力貯蔵装置の適用方法 |
4 | EDLCを用いた電力貯蔵装置の鉄道への実用例 |