1. 物理電池

Image of Capacitor

二次電池は電極の酸化還元等の化学反応=「物質の変化」=によって充放電するため、充放電の繰り返しによって著しく劣化が進みます。 キャパシタは、電極表面の電荷吸脱着が充放電となるため、原理的には充放電繰り返しでの劣化を生じません。

2. 長所

二次電池とキャパシタの比較

電池とキャパシタの比較表
  1. 急速充電可能(かつ、劣化が極小)
  2. 長寿命(充放電繰り返し100万回)
  3. 低温・高温に強い (-40℃以下、70℃以上)
  4. 廃棄時の環境負荷が小(重金属がない)
  5. 安全性 (過充電、衝撃、釘刺し等でも発熱しない)
容量誤差のグラフ

セルの容量誤差

同じ量産設備で同一品番を製造しても、各セルには大きな容量誤差が生じます。


従って、同一品番セルであっても、直列時には各々「異なるセル」と見なす必要があります。


通常、電圧均等化によりこれに対処しますが、これによって電力ロスと発熱を生じます。

放電深度のグラフ

放電深度DOD(Depth of Discharge)を深くし辛い

キャパシタの端子電圧は電荷量に比例して変化します。これは定電圧負荷向けのソースとしては使い辛い一面です。


実際に使える電力量は、後段に来る電力変換器の入力幅と効率に依存するため、深いDODが難しい/不可能となります。


電圧均等化、深いDOD、急速充電を全て実現

深いDODを示すグラフ

従来の直並列切替と新しい直並列切替の比較

従来の直並列切替ブロック図

切替パターンが乏しく、均等化回路が必要

新しい直並列切替ブロック図

多様な切替パターン。均等化回路不要

直並列切替の比較表(従来の制御技術と新しい制御技術)

直並列切替手法の比較表

大規模蓄電

  • 大規模蓄電の図
  • 1モジュールあたりのセル数無制限
  • モジュールの接続数無制限
  • メガWh、あるいはそれ以上の大容量化も可

家庭コンセントでの超高速充電

  • 超高速、秒速充電の図
  • 超高速充電=分速充電、秒速充電
  • 100%近いDODと充放電効率
  • 小さい充電電流!!

よく、メディアで「秒速でスマホをフル充電」のような話題が取り上げられます。
しかし、これらは、研究室内での「小さい1つのセル」の場合に限られます。


より詳細は、キャパシタ最適制御技術(PDFファイル)をご覧ください。
新しい直並列切替(バンク切替)や、従来の直並列切替技術との違い等を解説してあります。