車輛的減速能量再生系統採用的蓄電器件主要是二次電池（充電式電池）和雙電層電容器。二次電池單位體積的能量密度比較高，但蓄電機制利用的是化學反應，因此無法實施高輸入輸出特性，現有的液態鋰離子電池無法完全消除起火事故的風險。而採用活性碳的雙電層電容器（EDLC，也叫「超級電容」）雖然具有優異的輸入輸出特性，能有效進行能量再生，但存在單位體積的能量密度較低的問題。
日本貴彌功（Chemi-Con）公司新開發了一種混合電容，負極採用面向電容做了調整的鈦酸鋰。與雙電層電容器相比，能量密度大幅提高，同時，透過採用薄膜塗層電極等技術，還成功降低了電容單元的内阻。由此獲得了穩定的充放電循環特性，作爲適合減速能量再生系統的蓄電器件實施了實用化。
此次的開發成果不僅能用於減速能量再生系統，今後還有望利用其高輸入輸出特性和循環穩定性，應用於各種電器設備的峰值輔助及備用獨立電流源等。
＜開發内容＞
1．負極採用了奈米結晶鈦酸鋰（LTO）合成技術
此次開發的電容用鈦酸鋰擁有一維粒子尺寸爲數十nm級的細結構，是晶體邊緣具有高導電性Magneli相氧化鈦（Ti4O7）的複材（圖1）。
圖1：奈米結晶鈦酸鋰材料的TEM照片
C倍率特性評估顯示，這種奈米結晶鈦酸鋰在高倍率側也擁有較高的實際容量，在材料水平就具有高輸入輸出特性（圖2）。
圖2：奈米結晶鈦酸鋰材料的C倍率特性
2．作爲混合電容的特性
採用調整過的奈米結晶鈦酸鋰的混合電容，其繞組單元實施了高電容和低電阻。單位體積的能量密度比貴彌功以往的雙電層電容器產品高出191％（圖3）。
圖3：驗證用繞組結構單元的初期特性
充放電造成的單元容量劣化方面，循環充放電10萬次後的劣化率不到10％，應答能長期維持穩定的特性（圖4）。
圖4：驗證用繞組結構單元的循環特性
文 JST客觀日本編輯部
