リチウムイオンキャパシタ(LIC)試作評価

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リチウムイオンキャパシタ(LIC)試作評価
ラミネートタイプ及びコインタイプのLICの試作及び特性評価サービスをご提供いたします。
リチウムイオンキャパシタ(LIC)の原理と特徴
+
- - - - - - Li
Li++
Li
Li++
Li
Li++
Li
Li
Li
Li
Li
Li
-
Li
Li
Li
Li
電位(V)
Li
Li++
Li
Li++
Li
Li
2
充
電
放
電
2.5V
負極 Liイオン吸蔵可能な
炭素系膜へのLiドープ
3.8~4V
負極電位
1
1
Li
Li
Li
Li
3
L負極に予めLi
ドープすること
により負極電
位を0V付近ま
で低下させて、
セル電圧を4V
までアップ
セル電圧
Li
Li++
正極電位
セル電圧
Li
Li++
正極電位
4
電
充
電
放
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。
5
正極 活性炭電極による
電気二重層
電位
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。
負極電位
0
EDLC
図1 LICの原理と特徴
LIC
LIC構造とLIC試作方法
● 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試作環境
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。
Li金属
多孔性集電箔
拡大像
セパレータ
正極
100μm
集電体
(多孔)
正極
マスキングフィルム
セパレータ
Li
Li
集電体
(多孔)
集電箔の裏に
集電箔の裏に
マスキングフィルムを貼付
マスキングフィルムを貼付
負極
負極
集電体にマスキンクフィルムを貼付けて、
塗工時液漏れ防止
Liが集電体の孔を通じて負極にドープ
図2 LICのセル構造
図3 LIC用電極の試作方法(事例)
LIC試作事例
LIC特性評価
当社試作のLIC(図4)の初期特性評価例を図5に示します。
主なLIC特性評価の試験項目を表1に示します。
表1 LIC特性評価項目
4.5
試験項目
90 mm
電位(V)
4.0
充電
3.5
放電
3.0
2.5
電位 2.2~3.8V
電流値 100mA
2.0
1.5
80 mm
図4 LIC試作セルの外観
0
5
10
15
20
充放電容量(mAh)
試験方法
試験条件例
初期特性
初期充放電試験
0.5mA/cm2 電圧2.2⇔3.8V
内部抵抗
電流休止法抵抗
放電開始後1秒後値
サイクル試験
充放電サイクル
室温 1C 1000サイクル以上
フロート試験
高温 定電圧
50℃ 3.8V印加 500時間
25
図5 初期特性評価例
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