電池試作とキャパシタ試作評価例

一般的なリチウムイオン二次電池やキャパシタの試作評価例を以下へ示します。

お客様のご要望に応じて、試作評価を対応しておりますので、仕様など(タイプ、寸法、容量など)、お気軽にご相談ください。

電池試作評価例 – A4サイズ(容量:1Ah)の電池試作評価例 –

  • 電極材・・・連続塗工機で試作したLiCoO2系正極材と天然黒鉛系負極材(塗工幅200mm×C)
  • 電池設計・・・負極両面材×正極2枚(185×280mm)を組合せ
セルの断面 セルの断面
図 初期充放電曲線 図 初期充放電曲線

200×300mmサイズの電極2枚で約1700mAhの初期容量が得られました。

電気二重層キャパシタ

電気二重層キャパシタ(EDLC:Electric Double Layer Capacitors)の概要

電解液に浸した導体の界面に正電荷と負電荷のイオンが並ぶ現象を利用して、電荷を蓄えるのが電気二重層キャパシタです。

蓄えられるエネルギー密度は小さいですが、出力密度が高く、急速充放電が可能です(図2)。バックアップ電源や、自動車・電気機器のモーターの起動・運転時の補助電源として期待されています。

キャパシタの試作から、キャパシタとしての特性評価、解析が可能です。

図1 電気二重層キャパシタの原理 図1 電気二重層キャパシタの原理
 図2 エネルギー密度と出力密度 図2 エネルギー密度と出力密度

電気二重層(EDLC)キャパシタの構成

図3 キャパシタ構成例(断面) 図3 キャパシタ構成例(断面)
 図4 ラミネート積層セル 図4 ラミネート積層セル

電気二重層(EDLC)キャパシタの試作評価例

初期静電容量 166Fの電気二重層(EDLC)セルを試作。

  • 電極(活性炭) 付着量:5mg/cm2
    サイズ:96 × 84 mm 5枚
  • 負極(活性炭) 付着量:5mg/cm2
    サイズ:96 × 84 mm 6枚
EDLC セルの外観 EDLC セルの外観
当社試作のEDLCを搭載したモジュールの事例(静岡県工業技術研究所殿と共同試作) 当社試作のEDLCを搭載したモジュールの事例
(静岡県工業技術研究所殿と共同試作)

初期静電気容量評価

初期静電気
容量
166F
内部抵抗 3.4mΩ
初期静電気容量評価例 初期静電気容量評価例
  • 電解質:1M (C2H5)4NBF4 /PC
  • 温度:室温

リチウムイオンキャパシタ

リチウムイオンキャパシタ(LIC:Li-ion Capacitors)の概要

リチウムイオンキャパシタ(LIC)は、正極に電気二重層キャパシタ(EDLC)と同じ活性炭電極を、負極にリチウムイオン電池と同じ炭素系電極を使用しています。

負極にLiをプレドープすることで、高い動作電圧(高出力)とエネルギー密度を両立させた次世代の蓄電デバイスです。

LICの原理と特徴 LICの原理と特徴

リチウムイオンキャパシタ(LIC)の構造と試作評価例

リチウムイオンキャパシタ(LIC)の構造

LICではLi金属を負極に短絡させるか、定電流負荷により、Liを負極中にドープします。

そのため、積層セルの場合、図2のような多孔性集電体を使用するケースがあります。

この場合、電極膜塗工時の裏面への液漏れの防止対策が必要です。

当社ではマスキングフィルムの利用により多孔性集電体への電極膜形成を行っています(図3)。

LICのセル構造 LICのセル構造
LIC用電極の試作方法(事例) LIC用電極の試作方法(事例)

リチウムイオンキャパシタ(LIC)試作環境と評価例

金属リチウムを取扱うため、低露点の作業環境が必須です。

当社では、ドライルーム内に一貫のセル試作設備を設置しており、皆様にLIC試作環境をご提供いたします。

初期特性評価例 初期特性評価例
LIC試作セルの外観

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JFEテクノリサーチ株式会社 営業本部