リチウムイオンキャパシタとは

キャパシタは、スマートフォンや車のバッテリーなどに使われているリチウムイオン電池と同じで、繰り返し充放電可能な蓄電池(二次電池)の仲間よ。
身近にある乾電池やボタン電池は、一次電池と呼ばれ、使い切りの電池なの。

キャパシタは容量は少ないけど速い充放電が得意で、リチウムイオン電池は容量は大きいけど速い充放電は苦手なのよ。
わかりやすくキャパシタをボウル、リチウムイオン電池をポリタンク、水を電気に例えてみるね。

2つの容器に水(電気)を満たす(充電)場合、ボウル(キャパシタ)は水をすくって一気に満たすことができるけど、ポリタンク(リチウムイオン電池)は注ぎ口から水を入れるので時間がかかるよね。
また容器の水を空にする(放電)場合、ボウルはひっくり返せば一気に空にできるけど、ポリタンクは徐々にしか空にできないよね。

一般的に、自動車に使われている鉛蓄電池、キャパシタの第1世代である電気二重層キャパシタ、水素で発電する燃料電池などがあって、容量(エネルギー密度)を持久力、出力(出力密度)を瞬発力で表すと下の図のようになるわ。

リチウムイオンキャパシタは電極の表面に電気を吸着させて充放電するしくみよ(物理反応)。だから素早く電気を取り出せ、劣化が少なく性能が落ちないのよ。
それに対して一般的に電池は、電極から多くの電気を取り出すことができるけど(化学反応)、繰り返し充放電を行うと劣化し性能が落ちてしまうの。

リチウムイオンキャパシタは、リチウムイオン電池に比べて寿命が長く、出せるパワーが大きいといった特徴があるわ。

例えば、スマホサイズの静電容量1000F(ファラッド)のキャパシタなら電子レンジ(500W)を動かせる出力があるのよ。ただ、約10秒間ぐらいだけどね。
一般的な同じサイズのリチウムイオン電池は最大50Wだから電子レンジには使えないのよ。

停電時、設備が急に止まらないように対応できる電源装置などに使われているわ。
瞬間的に大きな電力が使えたり、劣化が進みにくいメリットを活かしているの。

リチウムイオンキャパシタは、リチウムイオン電池に比べて発火リスクは低いのよ。
リチウムイオン電池と違い、発火しにくい材料でできているのよ。

まず、-40℃～85℃で使える点。従来(70℃)と比較して高温に耐えられるようになったから、冷却用の空調がいらなくなったの。
その結果、電源装置が小型になり、コストダウンと省スペース化が可能になったわ。

高耐熱化により、大電流を入出力した際の発熱に耐えられるようになって、寿命が向上したの。

アイロンやトースターこたつ等のように電気を流したときに発生する熱のことよ。

高出力が求められるキャパシタは、発熱によって劣化していたの。
ジェイテクトのリチウムイオンキャパシタは高耐熱化によって使用上限温度が高くなり、高出力時の発熱に耐えることができて、繰り返し使ってもほとんど劣化しないわ。

広い使用温度範囲、寿命向上や安全性を評価され、
自動車・鉄道・再生可能エネルギー・産業機械などさまざまな分野から注目されているの。

世界一過酷といわれるモータースポーツ競技のダカール・ラリーでハイブリッド用モーターの電源として使われたの。
温度環境の厳しい砂漠を猛スピードで、急加速、急停止する走りをアシストして完走に貢献したのよ。

他の電池との併用が検討されているわ。
メイン電源をリチウムイオン電池や燃料電池として、急に出力が必要な場面でリチウムイオンキャパシタから出力をアシストすることで、メイン電源の小型化や長寿命化に貢献できるのよ。

水素燃料電池ドローンへの搭載が検討されていて、急上昇や加速時の出力アシストに貢献しているのよ。

単体で使うだけじゃなくてリチウムイオン電池や燃料電池の相棒として、今後の電動化やカーボンニュートラルに対応して、地球環境の維持にも貢献していくのよ。