车辆的减速能量再生系统采用的蓄电器件主要是二次电池（充电式电池）和双电层电容器。二次电池单位体积的能量密度比较高，但蓄电机制利用的是化学反应，因此无法实现高输入输出特性，现有的液态锂离子电池无法完全消除起火事故的风险。而采用活性炭的双电层电容器（EDLC，也叫“超级电容”）虽然具有优异的输入输出特性，能有效进行能量再生，但存在单位体积的能量密度较低的问题。
日本贵弥功（Chemi-Con）公司新开发了一种混合电容器，负极采用面向电容器做了调整的钛酸锂。与双电层电容器相比，能量密度大幅提高，同时，通过采用薄膜涂层电极等技术，还成功降低了电容单元的内阻。由此获得了稳定的充放电循环特性，作为适合减速能量再生系统的蓄电器件实现了实用化。
此次的开发成果不仅能用于减速能量再生系统，今后还有望利用其高输入输出特性和循环稳定性，应用于各种电器设备的峰值辅助及备用独立电源等。
＜开发内容＞
1．负极采用了纳米结晶钛酸锂（LTO）合成技术
此次开发的电容用钛酸锂拥有一维粒子尺寸为数十nm级的微细结构，是晶体边缘具有高导电性Magneli相氧化钛（Ti4O7）的复合材料（图1）。
图1：纳米结晶钛酸锂材料的TEM照片
C倍率特性评估显示，这种纳米结晶钛酸锂在高倍率侧也拥有较高的实际容量，在材料水平就具有高输入输出特性（图2）。
图2：纳米结晶钛酸锂材料的C倍率特性
2．作为混合电容器的特性
采用调整过的纳米结晶钛酸锂的混合电容器，其绕组单元实现了高电容和低电阻。单位体积的能量密度比贵弥功以往的双电层电容器产品高出191％（图3）。
图3：验证用绕组结构单元的初期特性
充放电造成的单元容量劣化方面，循环充放电10万次后的劣化率不到10％，确认能长期维持稳定的特性（图4）。
图4：验证用绕组结构单元的循环特性
文 JST客观日本编辑部
