なぜ充電直後に電圧が下がるのか？電気二重層キャパシタ（EDLC）特有のふるまいを解説

回路評価中にこんな経験はないでしょうか？　「2.5Vまで充電したのに、しばらく放置したら2.3Vまで下がっていた」　初めて電気二重層キャパシタを扱った方の多くが、この現象を”不良”や”漏れ電流が大きい”と勘違いします。しかし実は、これは電気二重層キャパシタ特有の現象として知られています。

・原因は内部構造

電気二重層キャパシタは単純な1個のコンデンサではありません。
内部にはさまざまな抵抗値を持つ微小な蓄電領域が無数に存在しており、それぞれが異なる速度で充電されます。

短時間の充電では表面付近だけが先に充電され、内部までは十分に電荷が行き渡らないことがあります。

・「内部充電」という現象

充電を止めると、内部では電荷の再分配が始まります。
十分に充電された部分から、まだ充電が十分でない部分へ電荷が移動しようとするため、端子電圧が低下します。これを内部充電現象と呼びます。
つまり電圧が下がったからといって、そのエネルギーが失われたわけではないのです。

この特性を知らないと、

●バックアップ時間が短く見積もられる
●容量評価に誤差が生じる
●動作マージンを誤る

といった問題につながります。
評価時には十分な充電時間を確保し、電圧低下の理由を正しく理解することが重要です。

電気二重層キャパシタの電圧低下は、必ずしも純粋な自己放電や故障を意味するものではありません。
その背景にある内部構造を理解することで、評価結果や回路動作をより正確に読み解けるようになります。

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