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高耐熱リチウムイオンキャパシタ

製品カタログ

世界初の特許技術、業界トップの耐熱性を実現

◆-45〜85℃の広い動作温度範囲
◆圧倒的な出力密度、大電流時の発熱への耐性強化
◆信頼性が必要とされる領域への適応

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このカタログについて

ドキュメント名 高耐熱リチウムイオンキャパシタ
ドキュメント種別 製品カタログ
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このカタログの内容

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高耐熱リチウムイオンキャパシタ High heat-resistant Lithium-ion Capacitor JTEKT Only One Technology 大電流対応 大容量 高温対応 安全性 耐久性 低温対応 広い動作温度範囲 -40~85℃ CAT.NO.NA002JA-4CH
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High heat-resistant Lithium-ion Capacitor 当社独自開発 世界初の特許技術,業界トップの耐熱性を実現 -40~85℃の広い動作温度範囲 圧倒的な出力密度, 大電流時の発熱への耐性強化 冷却システムが不要になり、システム全体のコンパクト化を実現 高耐熱化により、大電流時のジュール発熱※1による不可逆的な劣化に対応 高い搭載自由度により多様な産業分野のニーズに対応 他の蓄電デバイスよりも高い出力密度を維持しつつ寿命の大幅向上を実現 蓄電デバイス動作温度範囲 蓄電デバイス対応温度比較 環境温度(℃) -40 -20 0 20 40 60 80 85 100 120 リチウムイオン 電気二重層 リチウムイオン リチウムイオンキャパシタ キャパシタ キャパシタ Liイオン電池(LIB)・Liイオンキャパシタ 電池 (EDLC) (従来品) (ジェイテクト) 従 来 品 冷却システム使用 ⇒エネルギーロス ※2 電気二重層キャパシタ(EDLC) エネルキ ー゙密度 ◎ △ 〇 〇 出力密度※3 △ 〇 〇 ◎ 電圧制限領域 寿命(充放電回数) △ 〇 〇 ◎ ジェイテクト 高耐熱リチウムイオンキャパシタ 動作温度範囲(℃) -20 ~ 60 -40 ~ 70 -30 ~ 70 -40 ~ 85 (2.2-3.6V) 動作電圧(V) 3.6 0 ~ 2.7 2.2 ~ 3.8 2.2 ~ 3.8 ※1.ジュール発熱 :導体に電流を流した際に発生する熱 ※2.エネルギー密度:取り出せる電気エネルギー量を体積 or 質量あたりで表したもの ※3.出力密度 :1秒間に取出せる出力を体積 or 質量あたりで表したもの 信頼性が必要とされる領域への適応 幅広い動作温度範囲と大電流時の大幅な寿命改善により、 物流機器 用途に捉われない活用が可能 無人搬送車(AGV) エネルギー 〈適用例〉 ・急速充電対応電源 風力・太陽光発電 等 大電流対応 〈適用例〉 ・短周期電力変動抑制用蓄電システム 高温対応 大容量 産業機械 自動車・モビリティ 建設機械 自動車 〈適用例〉 各業界の 〈適用例〉 ・ハイブリッド電源 ・各種バックアップ電源 電源ニーズに 耐久性 安全性 ・電動パワーステアリング高出力補助電源 ・補機電源 工作機械・設備 対応 鉄道 〈適用例〉 低温対応 ・瞬間停電・電圧低下補償装置用電源〈適用例〉 ・搬送機器用電源 ・多機能電源 ・ピークカット電源 (回生・非常用) 01 02
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High heat-resistant Lithium-ion Capacitor 業界トップの耐熱性を実現 大電流充放電時の自己発熱にも対応 高温対応 今まで冷却が必要で、採用が不可能とされていた領域にも 大電流対応 ・大電流充放電時の自己発熱による劣化にも、優れた耐性を示します。 使用可能となりました。 ・冷却フリー化・冷却スペース削減によって、システム小型化を実現します。 高温フロート充電時の性能変化(85℃、3.8V) 大電流 繰返し充放電時の性能変化 高温環境下でも安定した性能を発揮します 過酷な大電流充放電サイクルでも性能劣化は軽微です 内部抵抗※ 容量 〈試験条件〉2000F 1セル 最大電流 480A(540C) 5秒/サイクル 25℃環境 160 160 内部抵抗 容量※基準(IEC-62813-2015) 160 140 140 ※基準(IEC-62813-2015) 160 140 性120 性 120 140 能 能 性 性 変 変 能 120 能 120 化100 化 100 変( ( 変化 % % ( 100 化( 100 ) 80 ) 80 % % ※基準(IEC-62813-2015) ) 80 ) 80 60 60 ※基準(IEC-62813-2015) 0 250 500 750 1,000 1,250 1,500 0 250 500 750 1,000 1,250 1,500 60 60 時間(h) 時間(h) 0 100,000 200,000 300,000 400,000 500,000 0 100,000 200,000 300,000 400,000 500,000 ※内部抵抗上昇は出力低下につながります サイクル数(回) サイクル数(回) 耐久時間比較 参考試験:恒温槽での保存試験による比較(100℃、3.6V) 大電流充放電時の自己発熱挙動 優れた耐熱性能が、システムの高出力化・小型化に貢献します ジェイテクト 1,500 h 〈試験条件〉500F 1セル 最大電流 150A(675C) 45℃環境 温度変化 従来品 100 h 85 高耐熱リチウムイオンキャパシタの耐熱温度(85℃) 80 75 0 250 500 750 1,000 1,250 1,500 温 70耐久時間(h) Good 積層中心部のキャパシタ温度 150分経過も 膨張しません 度( 65℃ 従来品の耐熱温度(60℃) ) 60 55 ↑積層表面のキャパシタ温度 50 高温フロート充電時の性能変化(65℃、3.5V) 45 0 1,000 2,000 65℃ 3.6V環境では性能劣化は軽微です 時間(h) 隙間なし積層状態 内部抵抗 容量 160 160 試験動画のご紹介※基準(IEC-62813-2015) 140 140 動作上限電圧を制限すれば100℃環境下でも安定した動作が可能 性 性 能120 能 120 [試験概要] 変 変 (化100 (化 玩具レーシングマシンの電源として高耐熱リチウムイオンキャパシタ 100 % % を使用、沸騰水中においても安定した電流の供給を ) )80 80 実現します ※基準(IEC-62813-2015) 60 60 0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 コチラから動画をご覧いただけます 時間(h) 時間(h) https://www.youtube.com/watch?v=xWFlIoBG4os 03 ※IEC62813-2015:電気・電子機器用リチウムイオンキャパシタの電気的特性(静電容量,内部抵抗,放電電力量及び電圧保持率)の試験方法について規定 04 Good Good Good Good Good Good
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High heat-resistant Lithium-ion Capacitor 優れた低温性も兼ね備える 高い安全性 低温対応 ・今まで採用が不可能であった極低温下でも使用可能となりました。 安全性 ・熱暴走しにくい材料構成です。 ・大電流を安定供給することが可能です。 ・厳しい安全試験もクリアしました。 -40℃下での繰返し充放電時の性能変化 発火しにくい材料構成 低温環境下でも安定した性能を発揮します リチウムイオン電池は、正極にリチウム金属酸化物を用いるため、内部短絡時に熱暴走や発火につながる恐れがありますが、 〈試験条件〉500F 1セル 最大電流 20A(90C) 85秒/サイクル リチウムイオンキャパシタは正極にリチウム金属酸化物ではなく、活性炭を用いるため、熱暴走や発火がしにくい、 内部抵抗 容量 安全な蓄電デバイスです 160 ※基準(IEC-62813-2015) 160 熱暴走とは? 140 温度の上昇によって、過大な電流が流れたり、反応が促進されたりすることにより、さらに温度が上昇し、 140 性 制御できない状態になること 能 120 性能 120変 変 (化 100 化 100 リチウムイオン電池(正極活物質:リチウム金属酸化物) リチウムイオンキャパシタ(正極活物質:活性炭) % ( ) %80 ) 80 ④発火・爆発 ※基準(IEC-62813-2015) 60 60 0 50,000 100,000 150,000 200,000 0 50,000 100,000 150,000 200,000 サイクル数(回) サイクル数(回) ③熱暴走 セ セ -40℃下での250cc バイク始動時の電力波形比較 ル ル内 内 部 発熱 分解 部 低温環境下でも大電流を取り出すことが可能です 温 ール 化 温度 ①ジュ 物質 放出 酸 度 熱極活 ・酸素 液 発正 解 解 ュール 従来品(鉛蓄電池) ジェイテクト 熱分 ②電 ①ジ ② 内部 内部 温度 350 20 350 20 低短絡 短絡 下 300 18 1816 300 311A 16 250 14 250 14 電 200 156A 12 電 電 200 12 電 時間経過 時間経過 流( 10 (圧 流( 10 圧( A 150 8 V A 150 8 V リチウムイオン電池の熱暴走モデル リチウムイオンキャパシタの挙動 ) 100 6 ) ) 100 6 ) 50 4 50 6.4V 4 4V 2 2 0 0 0 0 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0 0.05 0.1 0.15 0.2 釘刺し試験 電流波形 電流波形 要求範囲(規格範囲) 時間(sec) 電圧波形 時間(sec) 電圧波形 中国国家標準(GB/T31485-2015)試験結果抜粋 ○ 実験結果 8Ah 2.9kg 最大電流最小電圧 0.9Ah(2000F)x 4セル 1.2kg 最大電流 GB/T31485-2015に準拠した釘刺し試験を実施 最低電圧 高耐熱リチウムイオンキャパシタは発火なし ハザードレベル/要求値 0 1 2 3 4 5 6 7 変 保 損 電 電 発 破 爆 試験動画のご紹介 化 護 傷 解 解      No. 試験名 な 機 / 液 液 火 裂 発 し 構 破 漏 蒸 -40℃においても電解液が凍結しないため 作 損 出 発動 ( 安定した大電流の供給が可能 発煙 ) [試験概要] 蓄電デバイスを-40℃まで冷却 1 過充電 ◯ 従来の蓄電デバイスはエンジンスタート不可だが、 3 強制短絡 ◯ 当社品はエンジンスタート可能 5 加熱 ◯ 6 圧壊 ◯ コチラから動画をご覧いただけます 7 釘刺し ◯ https://youtu.be/fj37dA3a6LQ 05 ※IEC62813-2015:電気・電子機器用リチウムイオンキャパシタの電気的特性(静電容量,内部抵抗,放電電力量及び電圧保持率)の試験方法について規定 06 Good Good
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High heat-resistant Lithium-ion Capacitor 【資料】 性能試験データ 各温度における出力特性・放電曲線 低温における内部抵抗増加倍率の比較 出力特性 〈試験条件〉IEC62813-2015に準じる 1,400 内 x50 部 抵 最 1,050 85℃ 抗 大 増 x40 ジェイテクト 放 電 25℃ 加 倍 電 率 x30 流 700 0℃ ( A社製品( A 基 ) -20℃ 準値 x20 B社製品 350 2:5-40℃ ℃ 内 x10 C社製品 部 抵 0 抗 0 500 1,000 1,500 2,000 ) x0 -40 -20 0 20 40 静電容量(F) 温度(℃) 放電曲線(500F) 3.8 85℃ 試験動画のご紹介 60℃ 3.4 -40℃においても電解液が凍結しないので安定した 40℃ 大電流の供給が可能 電 (圧 3 25℃ [試験概要]V ) 左右のガラス瓶に電解液保存し、-40℃まで冷却 0℃ 従来の電解液(右側)の電解液は凍結するが、 2.6 当社の電解液(左側)は凍結しない-30℃ -40℃ 2.2 コチラから動画をご覧いただけます 0 75 150 225 300 https://www.youtube.com/watch?v=hmLMzz8c8Ro 放電容量(mAh) 自己放電特性試験 用語集 電流(A) 1秒間に電子の流れる量 満放電放置 電圧(V) 二点間の電位の差 3.8 2.5 電力(W) 1秒間に出力可能な電気エネルギー量 3.6 3.4 電力量(Wh) 総電気エネルギー量 2.4 3.2 内部抵抗(mΩ) 蓄電デバイスの持つ抵抗 電 電 圧( 3.0 (圧 Cレート(C) 電力の出力のしやすさを表す値 V 2.8 V ) ) 2.3 ジュール発熱(J) 導体に電流を流した際に発生する熱 2.6 2.4 一次電池 放電のみ可能な電池(充電不可) 2.2 2.2 二次電池 充放電可能な電池(繰り返し使用可能) 1,000 3,000 5,000 7,000 1,000 3,000 5,000 7,000 放置時間(h) 放置時間(h) フロート充電 一定電圧で充電する方法 出力密度(W/L,W/kg) 体積or質量あたりの電力 エネルギー密度(Wh/L,Wh/kg) 体積or質量あたりの電力量 07 08
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High heat-resistant Lithium-ion Capacitor 製品ラインナップ キャパシタ セル モジュール(2000F用) D 4直列 H 30直列 電極片出しタイプ 電極両出しタイプ 電極両出しタイプ W (500F,1000F) (500F,1000F) (1500F,2000F) ・ 複数セルを組み合わせ、バランス回路を追加したモジュール ・ JIS E4031合格 (鉄道車両品-振動及び衝撃試験規格) 〈法規対応〉 ・ 標準直列数だけでなく、指定直列数(最大36直)へ対応可能 ・ モジュールを繋げることで電圧や容量の調整可能 ・ 国連勧告輸送試験(UN3508) ・ 中国国家標準(GB/T31485-2015) ・ コンパクト仕様(低コスト・軽量)も対応可能 ・ 2000F以外のモジュールも対応可能 ・ UL810A取得予定 キャパシタ セル 諸元表 モジュール諸元表 静電容量シリーズ 500F 1000F 1500F 2000F 4直列 8直列 16直列 30直列 ※1 使用電圧範囲 (V) 2.2~3.8 電圧範囲 (V) 8.8~15.2 17.6~30.4 35.2~60.8 66~114 内部抵抗 (mΩ) 4.0 2.0 1.4 1.0 合成静電容量 (F) 500 250 125 66 電力量 (Wh) -40~85℃ 11 21 43 802.2V~3.8V時 (※85℃、3.8Vフロート試験1,000h後の内部抵抗増加50%以下、容量低下20%以下) 質量 (kg) 5.7 7.6 11.5 18.0 使用温度範囲 -40~100℃ D(mm) 173 239 370 602 2.2V~3.6V時 ※2(※100℃、3.6Vフロート試験1,000h後の内部抵抗増加50%以下、容量低下20%以下) サイズ W(mm) 222 電気容量換算 (mAh) 222 444 666 888 H(mm) 172 ※1 電圧範囲の上限は絶対最大定格にて表示 ※2 サイズは取付ブラケット部分含む 参考) セル質量 (g) 80 160 240 320 参考) セル体積 (cm3) 55 97 135 188 機能一覧 X(mm) 63 ← 123 ← 参考) セルサイズ Y(mm) 111 ← ← ← 情報通信 CAN通信/RS485通信より各セル電圧通知可 (t mm) 7.0 13.3 9.1 13.3 (※IEC62813-2015に準拠) セル監視 各セル電圧、セル温度監視対応可(モジュール中央部・最外部) 90.4 90.4 18.2 18 18 18.2 25.5 40 150.4 自動電圧均等化 セル電圧均等化、モジュール間電圧均等化対応可 40.2 70 CAN通信/RS485通信:過充電状態、過放電状態、セルバランス機能異常を通知 異常検知 I/O(Hight/ LOW)過充電状態、過放電状態、セルバランス機能異常High出力 サービスプラグ:有無選択可 電源:内部、外部いずれも選択可 その他 X X (コネクター部分については別途ご相談下さい) X Y Y Y 電源システム 高耐熱リチウムイオンキャパシタ セルにバランス回路と充放電コントローラを 組み合わせた電源システム(ISO26262対応可) オーダー品の為、お問い合わせください t t t [500F, 1000F] [500F, 1000F] [1500F, 2000F] 09 10 173.2 147.2 25 1 213.5 25 161.5 25 213.5 25 161.5 25
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商品についてのお問い合わせは下記の各支社へ <自動車関連> 北関東支社( 宇都宮) Tel:028-634-7610 〒321-0953 栃 木 県 宇 都 宮 市 東 宿 郷 1 丁 目 6 番 の 1 2 (太 田) Tel:0276-47-0030 〒373-0851 群 馬 県 太 田 市 飯 田 町 1 2 4 5 番 の 1 関 東 支 社 Tel:046-294-5400 〒243-0003 神 奈 川 県 厚 木 市 寿 町 3 丁 目 1 番 1 号 東 海 支 社 Tel:053-451-8650 〒430-0944 静 岡 県 浜 松 市 中 区 田 町 2 2 4 番 地 7 豊 田 支 社(豊 田) Tel:0565-28-2215 〒471-0834 愛 知 県 豊 田 市 寿 町 1 丁 目 1 番 地 (岡 崎) Tel:0564-32-0984 〒444-0908 愛 知 県 岡 崎 市 橋 目 町 恵 香 2 7 番 地 の 2 大 阪 支 社 Tel:06-6245-5992 〒542-8502 大 阪 市 中 央 区 南 船 場 3 丁 目 5 番 8 号 広 島 支 社 Tel:082-282-4184 〒734-0023 広 島 市 南 区 東 雲 本 町 2 丁 目 2 1 番 2 2 号 <産業機器関連> 東日本支社 Tel:03-3571-6983 〒104-0061 東 京 都 中 央 区 銀 座 7 丁 目 1 1 番 1 5 号 中日本支社 Tel:052-331-7431 〒450-0003 名 古 屋 市 中 村 区 名 駅 南 5 丁 目 1 番 7 号 関 西 支 社 Tel:06-6245-4009 〒542-8502 大 阪 市 中 央 区 南 船 場 3 丁 目 5 番 8 号 西日本九州支社( 広 島) Tel:082-282-4186 〒734-0023 広 島 市 南 区 東 雲 本 町 2 丁 目 2 1 番 2 2 号 (福 岡) Tel:093-951-6551 〒802-0064 福岡県北九州市小倉北区片野3丁目3番 1 5号 ☆本カタログの記載内容は、改良等のため予告なしに変更する場合があります。なお、内容の正確さには  万全の注意を払っておりますが、万が一誤記・脱漏・製本上の落丁等による損害は責任を負いかねます。 無断転載を禁ず キャパシタWebサイト キャパシタ問合せ窓口 https://www.jtekt.co.jp/products/capacitor.html in fo_capaci to r@j tek t .co . jp CAT.NO.NA002JA-4CH Printed in Japan ’21.02(’19.02)