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複合・新機能材料

ナノカーボンファイバーを用いた電気自動車用キャパシタ電極の開発

滋賀県

株式会社大木工藝

2022年1月28日更新

プロジェクトの基本情報

プロジェクト名 ナノカーボンファイバーを用いた電気自動車用キャパシタ電極の開発
基盤技術分野 複合・新機能材料
対象となる産業分野 環境・エネルギー、自動車、ロボット、産業機械、電池
産業分野でのニーズ対応 高機能化(新たな機能の付与・追加)
キーワード ナノカーボンファイバー、ポリアクリロニトリル、電気二重層キャパシタ
事業化状況 実用化に成功し事業化に向けて取り組み中
事業実施年度 平成27年度~平成29年度

プロジェクトの詳細

事業概要

電気自動車に不足する加速力を改善するため、瞬時に電気を供給できるキャパシタを業界は必要としている。こうしたキャパシタには内部抵抗の低い電極が不可欠である。本研究では、京都工芸繊維大学のシーズであるコットンキャンディ法と株式会社大木工藝が特許を有すマイクロ波併用熱処理法を融合して作製したナノカーボンファイバーを用いて、新たにネットワーク電極と呼ぶ低抵抗な電極構造を提案し、その有用性を検証し、実用化する

開発した技術のポイント

新しい炭素素材であるナノカーボンファイバー(NCF)を開発し、このNCFを用いて、キャパシタ内部に新たに「ネットワーク電極」と呼ぶ低抵抗な電極構造の構築を提案し、その有用性を検証し、実用化する

(新技術)
・NF作製と量産技術
・マイクロ波技術適用炭化技術によるNCF作製
・ネットワーク電極適用のキャパシタ作製・評価

(新技術のポイント)
・ラミセル型キャパシタを用いた大容量キャパシタの研究目標は、容量:10、000F、内部抵抗:0.05mΩ以下、放電時間(ΩF=秒):0.5秒以下である

具体的な成果

・ナノファイバー(NF)の形状制御技術と量産技術の確立
‐ノズル形状と吐出条件の最適化によるNF形状制御の確立
‐ナノファイバーの生産性の向上と生産コストの低減

・ナノカーボンファイバー(NCF)の炭化技術と量産技術の確立
‐マイクロ波加熱併用熱処理法によるNCF作製技術の確立
‐NCFの生産性向上と生産コストの低減

・電極スラリーの作製とネットワーク型電極を有するキャパシタの作製と評価
‐電極スラリーの成分調整と塗布技術の確立
‐コインセル型キャパシタの試作と性能評価
‐自動車用大容量ラミセル型キャパシタの試作と性能評価

ナノファイバー
マイクロ波炭化炉
ナノファイバー作製装置
研究開発成果の利用シーン
電気二重層キャパシタ

・電気自動車用大容量キャパシタ
・キャパシタには内部抵抗の低い電極
・ナノファイバーとナノカーボンファイバー

実用化・事業化の状況

事業化状況の詳細

コットンキャンディ法により作製したナノカーボンファイバーをサンプルとして川下企業に提供し、データの蓄積を行っている。

提携可能な製品・サービス内容

素材・部品製造、製品製造、共同研究・共同開発

製品・サービスのPRポイント

・キャパシタ内部に新たに「ネットワーク電極」と呼ぶ低抵抗な電極構造
・ナノファイバーとナノカーボンファイバーの生産コスト

今後の実用化・事業化の見通し

ナノファイバー(NF)、ナノカーボンファイバー(NCF)、電極作製技術(スラリー作製技術)において特徴ある材料、製造技術開発を進め固有技術(知的財産的)を得るとともに量産技術(装置)についても確認できている

プロジェクトの実施体制

主たる研究等実施機関 株式会社大木工藝
事業管理機関 公益財団法人滋賀県産業支援プラザ
研究等実施機関 関西オートメ機器株式会社
学校法人龍谷大学
滋賀県工業技術総合センター
国立大学法人京都工芸繊維大学

主たる研究等実施機関 企業情報

企業名 株式会社大木工藝(法人番号:4160001000368)
事業内容 炭素・黒鉛製品製造業
社員数 16 名
本社所在地 〒520-2114 滋賀県大津市中野三丁目4番13号
ホームページ http://ohki-techno.com/
連絡先窓口 炭素材料研究グループ 多田晃浩
メールアドレス tada.akihiro@ohki-techno.com
電話番号 077-549-1309