东京农工大学开发出单层碳纳米管与钛酸锂复合而成的锂离子电容器
产品特性：
- 能量密度为45Wh/L
- 输出功率密度1万7000W/L
- 低温特性出色
- 可选择多种电解液
- 确保电子导电通路
- 以在正极材料方面的应用为代表
东京农工大学研究生院采用单层碳纳米管与钛酸锂（Li4Ti5O12，LTO）复合材料作为负极，开发出了容量及高倍率下放电特性更高的锂离子电容器（图1）。电极面积上的单位体积能量密度为45Wh/L，输出功率密度为1万7000W/L，与以往采用活性炭的双电层电容器相比，分别可提高到约4.5倍和约3.8倍。此次的开发由东京农工大学大学院直井研究室与该大学研究生院“电容器技术讲座”（日本Chemi-Con的赞助讲座）承担。
图1：特性得到提高。绿线表示采用SGCNT、红线表示采用活性炭作为正极材料时的特性
东京农工大学研究生院于2009年3月宣布，开发出了采用碳纳米纤维（CNF）与LTO复合而成的负极的锂离子电容器，与以往的采用活性炭的双电层电容器相比，实现了约3倍的能量密度。而且还表示，将完善由日本Chemi-Con定于2011年春季样品供货采用该技术的锂离子电容器的体制。
东京农工大学称，采用LTO的锂离子电容器具有负极难以产生树枝状结晶（Dendrite）、低温特性出色、以及可选择多种电解液等优点。而且，由于在制造工序上无需搀杂（Dope）锂离子，因此“可通过与以往双电层电容器相同的工序进行制造”（日本Chemi-Con基础研究中心功能性材料研究室室长玉光贤次）。
图2：高倍率下的特性得到提高
此次发布的锂离子电容器的最大特点是，虽然采用含有率高达80～85％的LTO，仍确保了电子的导电通路。因此，“即使在300C的高倍率下放电，电容维持率仍相当高”（东京农工大学大学院教授直井胜彦）（图2）。负极采用2004年通过NEDO项目“纳米碳应用产品创制项目”开发出的“Super Growth法”单层碳纳米管（SGCNT），取代了CNF。东京农工大学称，如果采用该大学开办的风险企业K & Double（音译）开发的超离心处理技术来制作比表面积较大的SGCNT以及LTO，则可将粒径非常小、只有1～10nm的LTO牢固地载置于SGCNT的外壁及内壁上（图3）。而且，该大学还成功地制作出了不含导电助剂及粘结剂（Binder）的板层（Sheet）电极（图4）。
图3：将80％的LTO以及20％的SGCNT复合而成的正极材料
图4：仅凭复合材料与铝合金的集电体来形成电极
由于采用超离心处理技术可将粒径非常小的金属氧化物载置于碳材料上，因此，今后以在正极材料方面的应用为代表，直井研究室与日本Chemi-Con已将在电容器以及锂离子充电电池的电极材料上的应用纳入了视野。 关键字：东京 大学 单层 碳纳米管 钛酸锂 锂离子电容器 本文链接：http://www.cntronics.com/public/art/artinfo/id/80005943
