利用物理现象产生瞬间力量，利用化学现象产生耐力

物理现象和化学现象蓄电原理的不同，导致各自特性的差异。简而言之，电容器具有瞬时功率，而二次电池具有持续功率。迄今为止，电容器和二次电池已明确分开，并且根据用途不同，两者的使用也有所不同。

在电容器中，电力仅存储在电极材料的表面上。由于电容仅由面积决定，而与电极的厚度无关，因此难以提高能量密度。如果使用智能手机所需的电力仅存储在电容器中，那么它就不够小，无法随身携带。另一方面，输出效率比二次电池高约一个数量级，可以高效充电和放电，易于使用。 Taking advantage of this feature, it is used in applications such as rapidly overheating the drums of copy machines另一个吸引人的特点是电极材料几乎不会劣化，因为表面仅带电。

另一方面，二次电池通过电极材料变成另一种化合物的化学反应来储存电力。由于电力存储在整个电极材料中，二次电池的能量密度比电容器高大约两个数量级。然而，在充电时，需要将携带电力的离子从电极材料的表面推入电极内部，而在放电时，需要将离子拉出。而且，化学反应的发生需要一定的时间。因此，难以突然供电或撤电。另一个缺点是可用温度范围有限，并且电极材料的寿命在数百至1000次充放电循环后结束。

从消除电源线的角度来看，电容器是两种储能设备中更方便的。例如，适合使用无线供电的快速充电。此外，即使只有低压电力，能量收集也可以高效存储能量。考虑到电容器的易用性，近年来它们在 iPhone 等智能手机中的应用已变得流行。 EDLC用作需要快速灵活操作的备用电源，也可作为辅助大容量应用快速充电和即时启动的电源。

开始电容器和二次电池的复合

接下来我想介绍一下近年来储能设备的显着发展。电容器和电池的性能正在通过新的想法得到改善（图 4）。目前，电容器使用方便，并且在提高能量密度的方向上取得了许多进展。另一方面，对于二次电池，为了同时提高输出密度和能量密度，正在做出各种努力。近年来，大量资金和研究人员投入二次电池开发领域，以支持汽车电动化。

[图4]电容器和二次电池，演变方向
来源：根据各种材料创建

近年来，结合电容器和二次电池原理的蓄电装置得到了一系列的发展。为了提高电容器的能量密度，利用二次电池的储能原理——氧化还原反应的“电化学电容器”装置的开发也在顺利进行。除了在电极表面充电之外，还出现了通过化学反应将电荷存储到正极、负极或两者的技术。^＊5，称为“锂离子电容器（LIC）”的新一代电容器已投入实际使用（图5）。

[图5]结合电容器和电池原理的蓄电装置示例
锂离子电容器（左），
电容器和二次电池用电极复合蓄电装置（右）
太阳诱电能源设备材料（左），三菱电机新闻稿（右）

LIC基于EDLC的储能原理，但采用可以吸收锂离子的碳基材料作为负极材料，并通过向其中添加锂离子来提高能量密度。换句话说，正极和负极的蓄电原理是不同的。然而，正负极上积累的电荷必须平衡，因此锂离子提前吸留在负极中。这使得电容增加了一定量，与标准 EDLC 相比，能量密度可以增加一倍。由于它继承了电池的缺点，即过度放电时电池会劣化，因此在使用时需要监控电压的控制电路。

还有一侧具有两个电极的蓄电装置。三菱电机开发了一种复合蓄电装置，将LIC和锂离子二次电池组合在电芯内部，实现瞬时发电和持续发电。所开发的复合储能装置的结构为LIC部分和锂离子电池部分各设置一个正极，并共用单个负极和电解质。由于LIC部分处理快速充电和放电，因此快速充电期间的循环寿命大约是锂离子二次电池的四倍。