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新神戸電機 耐久性に優れる大型円筒形リチウムイオン・キャパシタを開発

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新神戸電機は、世界で初めて、耐久性に優れる大型の円筒形リチウムイオン・キャパシタを開発したと発表した。

リチウムイオン・キャパシタは、リチウムイオン電池と電気二重層キャパシタ(EDLC)の二つの蓄電池を組み合わせたハイブリッドタイプの蓄電デバイス。リチウムイオン電池を上回る短時間での充放電性能とEDLCを上回る高いエネルギー密度や作動電圧を有し、新たな蓄電デバイスとして注目されている。しかし、これまでの技術ではラミネート型か小型円筒形の製品に限られており、大型円筒形製品の開発が求められていた。

今回、同社は、バッテリ製造技術と自動車用リチウムイオン電池の技術を応用して、強固で耐久性の高い大型円筒形製品の開発に成功した。これにより、蓄電デバイスには劣悪な環境と考えられていた建設機械やボンネット内配置のISS(アイドリングストップシステム)への採用が加速し、その市場規模は2015年には数百億円に拡大すると予測されている。同社は、開発品を組み込んだ小型無停電電源装置(UPS)や自動搬送車への搭載テストで性能を実証し、顧客からも評価を得ているという。また、顧客の要望に応え、鉛蓄電池やリチウムイオン電池との組合せモジュールも開発している。

今後は、2011年第2四半期に出力を1.5倍以上、エネルギーを1.7倍以上に高めた製品を投入するとともに、2012年度までに製造能力を月産数千セルレベルから月産数万セルに引き上げ、さらに市場動向をみながら、その数倍~数十倍に引き上げる計画だ。

開発品の定格容量は450mAh、定格電圧は3.8~2.2V、出力密度は5000W/L、エネルギー密度は10Wh/L。リチウムイオン・キャパシタの高性能を引き出すためには、負極にリチウムイオン電池を“予備充電”しておかなければならない。大型円筒形セルでは数mにもおよぶ極板を用いるため、予備充電が困難であることが製品化の障害になっていた。今回の開発品では、大型円筒形セルの予備充電技術を確立。また、頑強な円筒型構造の採用により、従来のラミネート型リチウムイオン・キャパシタの特徴に加えて、長期連続充電状態の使用による使用特性劣化の低減をはじめ、高温で使用可能、モジュール化の容易さなどの特徴を備えている。

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