大容量キャパシタ技術と材料IV

～エネルギー密度3倍時代をもたらした最新キャパシタ技術～

【第I編　総論】
第1章　EDLC，P-EDLCの最新動向と材料動向（西野敦）
　　1.　蓄電素子の概要
　　　1.1　はじめに
　　　1.2　重要資源，キャパシタ市場環境の急変
　　　　1.2.1　重要資源価格の乱高下
　　　　1.2.2　蓄電素子の概要とEDLC，P-EDLCの位置づけ
　　　　1.2.3　キャパシタ市場環境の急変
　　　　1.2.4　電池市場の現状とLiBの動向
　　　1.3　EDLC開発の歴史と動向
　　　　1.3.1　電気二重層キャパシタ（EDLC）の発明と実用化の歴史
　　　　1.3.2　電気二重層キャパシタの種類と製品化の歴史
　　　　1.3.3　EDLCの各サイズ別，応用機器，活性炭材料との歴史
　　　　1.3.4　コイン型EDLCの仕様と用途の変遷の歴史
　　　1.4　EDLCの世界の動向と生産活動
　　　　1.4.1　EDLCの概要
　　　　1.4.2　世界の主なEDLC生産会社と関連会社
　　　　1.4.3　EDLCの生産活動の生産高動向
　　　　1.4.4　HEV用，PEV用二次電池の主な世界動向
　　　　1.4.5　EDLC関連のセミナー，国際会議
　　2.　EDLCの最新の応用と展望
　　　2.1　はじめに
　　　2.2　HEV，PEVへのEDLCの応用
　　　2.3　HEV用二次電池
　　　　2.3.1　Pb-PbO2二次電池
　　　　2.3.2　Ni-MH二次電池
　　　　2.3.3　LiB二次電池
　　　　2.3.4　日本以外の動向
　　　2.4　スクータ用スタータ応用
　　　2.5　ソーラー水蒸気発電でのEDLC応用
　　　2.6　建設機の動力源にEDLCを搭載
　　　2.7　短時間，瞬時充電機器の開発実用化
　　　2.8　非接触充電の家電機器での実用化例
　　　2.9　非接触，急速，瞬時充電方式の基本構成
　　　2.10　代表的な二次電池と各種EDLC（P-EDLC）の世界の主な生産会社一覧表
　　　2.11　まとめとその他のEDLC応用機器
第2章　地球環境型経済社会とキャパシタの将来（直井勝彦）
　　1.　はじめに
　　2.　キャパシタの用途拡大：環境エネルギー分野への貢献
　　3.　キャパシタと電池（その補完的役割）
　　4.　ハイブリッドキャパシタ
　　5.　今後の発展とその方向性
　　6.　おわりに
第3章　Review of Recent EDLC Activities in North America（John R.Miller）
　　1.　Introduction
　　2.　Government-sponsored Programs
　　3.　Commercial Developments
　　4.　Professional Events and Meetings
　　5.　Battery and EDLC Technologies：Future Prospectives
【第２編　技術動向】
第4章　高出力密度型リチウムイオンキャパシタ（津端敏男）
　　1.　はじめに
　　2.　LiBとEDLCとLiCの違い
　　3.　LiC用炭素負極材料
　　　3.1　炭素負極
　　　3.2　複合多孔性材料
　　　3.3　LiB用負極材料と複合多孔性材料の比較
　　4.　高出力密度型LiC
　　　4.1　LiCの内部抵抗
　　　4.2　高出力型LiCの性能
　　5.　おわりに
第5章　中・小型円筒型リチウムイオンキャパシタ（青木良康）
　　1.　はじめに
　　2.　リチウムイオンキャパシタの原理と特徴
　　3.　プレドープ技術
　　4.　円筒型LICの製造方式概要
　　5.　円筒型LICの特性
　　　5.1　放電レート特性
　　　5.2　温度特性
　　　5.3　低温特性
　　　5.4　自己放電特性
　　　5.5　フロート充電特性
　　　5.6　充放電サイクル特性
　　6.　円筒型LICの安全性
　　7.　小型LICの今後の展開
第6章　ナノハイブリッドキャパシタ（直井勝彦，石本修一）
　　1.　はじめに
　　2.　ナノハイブリッドキャパシタの構成
　　3.　nc-Li4Ti5O12/CNFコンポジットの特性
　　　3.1　nc-Li4Ti5O12/CNFのナノ構造と結晶性
　　　3.2　nc-Li4Ti5O12/CNFの電気化学的挙動
　　4.　ナノハイブリッドキャパシタの特性
　　5.　おわりに
第7章　カーボンナノチューブキャパシタ（羽鳥浩章）
　　1.　はじめに
　　2.　カーボンナノチューブ電極の製造方法
　　3.　カーボンナノチューブの電極特性
　　4.　おわりに
【第III編　材料・装置動向】
第8章　クラレケミカルの研究開発動向『EDLC電極用活性炭』（西村修志）
　　1.　はじめに
　　2.　EDLC用活性炭の製造工程
　　　2.1　原料工程
　　　2.2　前処理工程
　　　2.3　賦活工程
　　　2.4　後処理工程
　　3.　主な製品の概要，特徴
　　4.　おわりに
第9章　石油コークスを原料としたEDLC用活性炭（竹下究，穂崎憲二）
　　1.　はじめに
　　2.　新日本石油のニードルコークス
　　3.　石油コークスを原料としたEDLC用活性炭
　　　3.1　原料炭
　　　3.2　炭化
　　　3.3　賦活
　　　3.4　洗浄
　　4.　製品の概要，特長
　　5.　おわりに
第10章　イオン液体（宇恵誠）
　　1.　はじめに
　　2.　イオン液体の研究状況
　　3.　イオン液体の基本物性
　　　3.1　カチオンの特徴
　　　3.2　アニオンの特徴
　　4.　イオン液体の電気化学キャパシタへの応用
　　　4.1　三菱化学による研究
　　　4.2　日清紡による研究
　　　4.3　関西大学と第一工業製薬による研究
　　　4.4　その他の研究
　　5.　おわりに
第11章　高耐圧溶媒の開発概要（高明天）
　　1.　開発の背景
　　2.　開発の概要
　　3.　課題と今後の展望
第12章　スピロ型第四級アンモニウム（SBP）塩を用いた電気二重層キャパシタ用電解液（千葉一美）
　　1.　はじめに
　　2.　電解液に求められる特性
　　3.　スピロ型第四級アンモニウム（SBP）
　　4.　SBP電解液と他の電解液の特性比較
　　　4.1　電導度-電解質濃度
　　　4.2　粘性率-温度
　　　4.3　内部抵抗-温度
　　　4.4　レート特性
　　　4.5　電解質の特性差
　　5.　溶媒種の効果
　　　5.1　高電導度へのアプローチ
　　　5.2　高耐電圧へのアプローチ
　　6.　まとめ
第13章　アラミドセパレータ，アラミドバインダー（成瀬新二）
　　1.　アラミドセパレータ
　　　1.1　はじめに
　　　1.2　アラミドセパレータの特徴
　　　　1.2.1　アラミド
　　　　1.2.2　アラミドセパレータ
　　　1.3　電気二重層キャパシタ
　　　　1.3.1　電気二重層キャパシタ
　　　　1.3.2　キャパシタの構造
　　　　1.3.3　キャパシタの特性
　　　1.4　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
　　　　1.4.1　活性炭吸着水
　　　　1.4.2　電極ユニットの乾燥
　　　　1.4.3　耐電圧の評価
　　　1.5　まとめ
　　2.　アラミドバインダー
　　　2.1　はじめに
　　　2.2　アラミドバインダーの特徴
　　　2.3　アラミドバインダーの電気二重層キャパシタへの応用例
　　　　2.3.1　加熱処理
　　　　2.3.2　キャパシタの特性
　　　2.4　まとめ
第14章　キャパシタの高電圧領域における劣化メカニズムと水の影響（直井勝彦，石本修一）
　　1.　はじめに
　　2.　劣化メカニズムの解析
　　3.　活性炭正極と活性炭負極の分極挙動
　　4.　活性炭正極と活性炭負極の形態変化
　　5.　EDLCセル内でのガス発生と水分量の変化
　　　5.1　電解液中水分量の変化
　　　5.2　正・負極の発生ガス成分
　　6.　高電圧領域でのインピーダンス挙動変化
　　7.　活性炭の細孔内でのSEI生成挙動
　　8.　SEIの性質変化
　　9.　結論
第15章　Dry roomの露点（湿度）とEDLC諸特性と各種生産工程の改善（西野敦）
　　1.　はじめに
　　　1.1　水分の及ぼすEDLC特性への影響
　　　1.2　水ラミネートEDLCセル内での水分によるガス発生の影響
　　2.　Dry Roomの設備，関連機器
　　　2.1　Dry room，Dry chamber
　　　2.2　除湿再生ユニットの基本構成
　　　2.3　各種露点計
　　　2.4　実験室用各種Dry Box（Dry Chamber）と関連工事
　　　2.5　Dry Chamber用Dry air供給装置
　　　2.6　R&D用自動組立ラインを収納したDry chamber
　　　2.7　量産EDLC用，LiB用生産ライン
　　3.　EDLC諸特性に及ぼす重要材料，重要工程
　　　3.1　電極工程でのバインダーの種類と遠赤外線乾燥工程の影響
　　　3.2　スラリー安定剤
　　　3.3　分極性電極の主な製法
　　　　3.3.1　分極性電極の構成材料
　　　　3.3.2　成形加工方法
　　　　3.3.3　乾燥方法とEDLC特性
　　4.　安全対策（各種安全弁，漏液，シール剤）
　　5.　生産技術と安全性
　　　5.1　露点，水分，EDLC特性，安全性
　　　5.2　各種EDLC生産ラインの改善と品質の向上
　　　5.3　安全性の改善
　　　5.4　各種諸材料の品質向上とEDLCの高耐圧化
　　　5.5　LiCの将来展望
　　6.　おわりに
【第IV編　応用開発動向】
第16章　自動車用電気二重層キャパシタ（島本秀樹）
　　1.　はじめに
　　2.　電気二重層キャパシタの自動車への応用
　　3.　電気二重層キャパシタの原理
　　4.　大電力をアシストするために必要な特性
　　5.　抵抗低減の技術開発
　　　5.1　キャパシタセルの形状
　　　5.2　キャパシタセルの構成
　　　5.3　抵抗低減技術
　　　　5.3.1　構造検討による外部電極引出し抵抗の低減
　　　　5.3.2　電解液の抵抗低減（イオン伝導度の向上）
　　　　5.3.3　セパレータの抵抗低減
　　　　5.3.4　電極部の抵抗低減
　　　5.4　低抵抗技術の製品適用確認
　　6.　セル構造と放熱性
　　7.　まとめ
第17章　ハイブリッドトラック等高出力・高頻度充／放電分野へのキャパシタ応用（佐々木正和）
　　1.　はじめに
　　2.　環境・エネルギー問題とハイブリッドトラック・バスの可能性
　　　2.1　ディーゼルトラック・バスのハイブリッド化による省エネの可能性
　　　2.2　ディーゼルハイブリッドトラック・バスへのキャパシタ応用
　　　2.3　ハイブリッドトラック・バス用キャパシタの充／放電作動状況
　　3.　風力発電の導入拡大とキャパシタ応用蓄電システムの可能性
　　　3.1　マイクログリッドエリアへの風力発電導入のためのキャパシタシステム
　　　3.2　風力発電へのコンバインド型蓄電システム（キャパシタ+蓄電池）応用の可能性
　　4.　キャパシタ性能・寿命の現状，蓄電池との比較
　　　4.1　キャパシタと蓄電池の性能および応用形態の比較
　　　4.2　高頻度充／放電用途における蓄電池の寿命特性とキャパシタとの比較
　　5.　キャパシタ応用の可能性と課題
第18章　港湾クレーンにおけるEDLC応用（吉原秀政）
　　1.　はじめに
　　2.　設備概要
　　3.　省エネ化への着眼点
　　4.　省エネ化の解決方法
　　　4.1　ディーゼルエンジン発電機
　　　4.2　EDLC
　　　4.3　DC-DCコンバータ
　　5.　ハイブリッド制御概要
　　6.　システム監視・安全回路の設計
　　7.　適用効果
　　8.　今後の課題
第19章　瞬低補償装置（岡田一宏）
　　1.　はじめに
　　2.　瞬時電圧低下について
　　3.　バックアップ電源
　　　3.1　バックアップ電源市場
　　　3.2　エネルギーデバイス
　　4.　キャパシタ式瞬低補償装置
　　　4.1　キャパシタ式瞬低補償装置の登場
　　　4.2　キャパシタ式瞬低補償装置の技術動向
　　　　4.2.1　キャパシタの採用
　　　　4.2.2　常時商用給電方式の採用
　　5.　まとめ
第20章　電気二重層キャパシタの瞬低補償装置への応用（中島祐輔）
　　1.　瞬低補償装置の必要性
　　2.　EDLCの概要
　　　2.1　瞬低補償装置適用におけるEDLCの特徴
　　　2.2　バイポーラ積層形キャパシタの構造と特徴
　　3.　瞬低補償装置の適用例
　　　3.1　瞬低補償装置の概要
　　　3.2　高圧・大容量化
　　　3.3　常時商用給電方式
　　　3.4　並列補償方式
　　　3.5　監視システムの導入
　　　3.6　制御方式
　　4.　性能評価結果
　　5.　まとめ