電気二重層キャパシタとリチウムイオン電池の違い
電気二重層キャパシタは電極と電解質の界面に電荷を蓄え、短時間の電力補助などに使います。リチウムイオン電池と比較するときは、必要な蓄電量・電流・保持時間を決め、品番ごとの定格と充電・保護条件を照合します。
表面に蓄える方式と、電極へ出入りする方式
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電気二重層 / 電極の表面にイオンが集まる
Li-ion / 電極間をイオンが移動
電気二重層型と黒鉛負極のLi-ionセルの概念図です。ハイブリッド型キャパシタは含みません。電極・セパレータ・外部回路の詳細は省略し、寸法やエネルギー密度の比較図ではありません。
参考資料・更新情報 (2件)
- Panasonic — Basic Knowledge of Capacitors (2) ↗
- 米国DOE — Lithium-ion Batteries Technology Strategy Assessment, p.1 ↗
確認日: 2026-11-01
蓄電の仕組み
電極と電解質の界面にイオンが集まる電気二重層に電荷を蓄える(化学反応ではない)
正極・負極でのリチウムイオンの出入りによる(正極材料により公称電圧が異なる)
電圧
充電電圧は最高で約3 V程度。高い電圧は直列接続で得る
公称電圧は3.2〜3.8 V程度(LiFePO4で3.2〜3.3 V、LiCoO2で3.6〜3.7 V)
エネルギー密度
必要なエネルギー量と実装体積を揃えて比較する
Wh/kgとWh/Lを混同せず、セル/パックの評価範囲を揃える
サイクル寿命
使用電圧・温度・劣化の判定条件を製品仕様書で確認する
放電深度・温度・残存容量など、寿命を判定する条件を確認する
充放電
電荷の出入りで電圧が変化する。定電流放電なら理想的には電圧が直線的に下がる。許容電流は品番で確認
充電は数十mV単位の精密な電圧制御が必要
自己放電
保持時間は自己放電・漏れ電流と負荷電流を含めて評価する
温度・保存期間・充電状態を揃えて型番の仕様と実測値で評価する
安全・保護
直列では各セルの分担電圧を確認し、必要に応じてバランス回路を設ける。各セルの定格を超えないようにする
過充電で発熱・金属リチウム析出、高温で熱暴走の恐れ。充電制御・保護回路を含めて確認する
電気二重層キャパシタ
- 短時間に大電流を出し入れする用途(瞬時の電力補助、加熱用電源など)
- メモリーバックアップや無停電電源など、長寿命が重視される用途
- 充放電を頻繁に繰り返す回生的な用途
リチウムイオン電池
- 長時間にわたって電力を供給する携帯機器や電動車両
- 単位体積あたりに多くのエネルギーを蓄えたい用途
- 蓄電装置など大きなエネルギー量が必要な用途
観点ごとの違い
| 観点 | 電気二重層キャパシタ | リチウムイオン電池 |
|---|---|---|
| 蓄電の仕組み図に戻る ↑ | 電極と電解質の界面にイオンが集まる電気二重層に電荷を蓄える(化学反応ではない) | 正極・負極でのリチウムイオンの出入りによる(正極材料により公称電圧が異なる) |
| 電圧 | 充電電圧は最高で約3 V程度。高い電圧は直列接続で得る | 公称電圧は3.2〜3.8 V程度(LiFePO4で3.2〜3.3 V、LiCoO2で3.6〜3.7 V) |
| エネルギー密度 | 必要なエネルギー量と実装体積を揃えて比較する | Wh/kgとWh/Lを混同せず、セル/パックの評価範囲を揃える |
| サイクル寿命 | 使用電圧・温度・劣化の判定条件を製品仕様書で確認する | 放電深度・温度・残存容量など、寿命を判定する条件を確認する |
| 充放電図に戻る ↑ | 電荷の出入りで電圧が変化する。定電流放電なら理想的には電圧が直線的に下がる。許容電流は品番で確認 | 充電は数十mV単位の精密な電圧制御が必要 |
| 自己放電 | 保持時間は自己放電・漏れ電流と負荷電流を含めて評価する | 温度・保存期間・充電状態を揃えて型番の仕様と実測値で評価する |
| 安全・保護 | 直列では各セルの分担電圧を確認し、必要に応じてバランス回路を設ける。各セルの定格を超えないようにする | 過充電で発熱・金属リチウム析出、高温で熱暴走の恐れ。充電制御・保護回路を含めて確認する |
置き換え・調達で確認すること
仕様書と照らし合わせ、確認できた項目にチェックしてください。チェックはこのページを離れると消えます。
仕様が決まったら
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一般的な傾向をまとめたものです。個々の製品の値はデータシートで確認してください。誤りはこちらからお知らせください。