LiFePO4 バッテリーとは何ですか?なぜそれが最高なのでしょうか?

1,392 発行者 BSLBAT 2024 年 3 月 14 日

LiFePO4 バッテリー (LFP バッテリー) はバッテリー業界を急速に支配しています。しかし、LiFePO4 とは何を意味するのでしょうか?これらのリン酸鉄リチウム – LiFePO4 バッテリーは他のバッテリーとどう違うのでしょうか?リチウムイオン電池と混同しないことが重要です。

これらの質問などについてさらに詳しく知りたい方は、以下をお読みください。

LiFePO4 電池: 概要

LiFePO4電池リン酸鉄リチウムで構成されており、リチウム電池の一種です。リチウム電池には次のものも含まれます。

コバルトリチウムの酸化物（LiCoO22）
リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物（LiNiMnCoO2）
チタン酸リチウム (LTO)
リチウムマンガン酸化物（LiMn2O4）
リチウムニッケルコバルトアルミニウム酸化物（LiNiCoAlO2）

化学と電池のイノベーション

これらの元素のいくつかは、化学の授業でよく知られているかもしれません。ここで何時間もかけて周期表を学びました（または学校の壁に貼られた周期表を眺めていました）。あなたは実験を行いました（または実際に好きな人を見つめながら実験に夢中になっているふりをしました）。

場合によっては、学生が実験に興味を持ち、化学の分野でのキャリアを追求することもあります。電池に最適なリチウム混合物はこれらの化学者によって発見されました。

こうしてLiFePO4バッテリーが誕生しました。 (具体的には、1996 年にテキサス大学によって)。 LiFePO4 バッテリーは現在、市場で最も安全、最も安定、信頼性の高いリチウムバッテリーとして認識されています。

LiFePO4 バッテリーの歴史

LiFePO4 電池の発明者は、ジョン B. グッドイナフとアルムガムマンティラムであると考えられています。リチウムイオン電池に使用される材料を特定したのは彼らでした。早期に短絡する傾向があるため、アノード材料はリチウムイオン電池には理想的ではありません。

研究者らは、正極材料がリチウムイオン電池の優れた代替品であることを発見しました。特に、LiFePO4 電池はこの特性を示します。 LiFePO4 バッテリーは、特に安定性と導電性の改善の結果として開発されました。

現在、LiFePO4 バッテリーは至る所で使用されています。ボートやソーラーシステムに加えて、従来型車両や電気自動車にも使用されています。

コバルトを含まない LiFePO4 バッテリーは、長期にわたってコバルトを含むバッテリーよりも安価になります。寿命が長く、毒性もありません。これについては、近い将来さらに詳しく調査する予定です。 LiFePO4電池には今後の期待が大きい。

LiFePO4 バッテリーが優れている理由は何ですか?

LiFePO4 電池は、リチウムイオン電池や他のリチウム電池よりも優れていますが、その正体はわかっています。

LiFePO4 電池は他のリチウムイオン電池に比べてエネルギー密度が低いため、時計などのウェアラブルガジェットには適していません。それにも関わらず、太陽光発電システム、RV、ゴルフカート、バスボート、セミトラック、電動バイクには最適です。なぜそうなるのでしょうか？

LiFePO4 バッテリーは、他のリチウムイオンバッテリーよりも 4 倍以上長い寿命を持っています。

リチウム電池は最も安全なタイプの電池でもあり、リチウムイオンや他の電池タイプよりも優れています。

LiFePO4 バッテリーは、3,000 ～ 5,000 サイクル以上のサイクルを達成することに加えて、100% の放電深度 (DOD) も達成できます。これにはどのような意味があるのでしょうか?これは、他のバッテリーとは異なり、LiFePO4 バッテリーが過放電しないことを意味します。

さらに、これにより長期間の使用が可能になります。高品質の LiFePO4 バッテリーは、他の種類のバッテリーよりも何年も長持ちします。電池は約 5,000 サイクル持続するように設計されており、これは約 10 年に相当します。その結果、長期にわたる平均コストは大幅に低くなります。

この表では、LiFePO4 バッテリーとリチウムイオンバッテリーを比較しています。

信頼性と一貫性のある化学

リチウム電池は安全でなければなりません。ノートパソコンのリチウムイオン電池の発火事故がこの事実を浮き彫りにした。 LiFePO4 の安全性は、他の種類のバッテリーに比べて最も重要な利点の 1 つです。リチウム電池の中で、LiFePO4 は最も安全です。何よりも安全です。

一般に、LifePO4 バッテリーは最も安全なリチウムバッテリーです。鉛蓄電池や他のほとんどの種類の電池では、リン酸鉄リチウムはリン酸鉄リチウムほどの熱安定性および構造安定性を持ちません。 LiFePO4 は不燃性で高温に耐えることができます。熱暴走は問題なく、表面は周囲温度で冷たいままです。

極端な温度や危険な状況（短絡や衝突など）が発生した場合でも、LiFePO4 バッテリーは発火したり爆発したりしません。ディープサイクル LiFePO4 バッテリーを定期的に使用している RV、バスボート、スクーター、リフトゲートのオーナーにとって心強い事実です。

安全で環境に優しい環境

LiFePO4 バッテリーは充電できるため、環境に有益です。しかし、それらが環境にもたらす利点はそれを超えています。鉛蓄電池とニッケル酸化リチウム電池は有毒で、液漏れが発生しやすいです。

これらのバッテリーはリサイクルすることも可能です。それにもかかわらず、5000 サイクルの寿命があるため、頻繁にリサイクルする必要はありません。これは、少なくとも 5,000 回は充電できることを意味します。鉛蓄電池は 300 ～ 400 サイクルしか持続しません。

最高品質の効率とパフォーマンス

安全で無毒であることに加えて、高性能を発揮できるバッテリーが必要です。

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次の統計によると、LiFePO4 はこれらすべての利点とそれ以上の利点を提供します。

LiFePO4 バッテリーは 2 時間以内に完全に充電できます。
アイドル時の自己放電率は月あたりわずか2%です。対照的に、鉛蓄電池の容量は 30% です。
鉛蓄電池に比べて動作寿命が比較的長い。
電力の安定性: バッテリー寿命が 50% 未満の場合でも、同じアンペア数を維持します。
メンテナンスは必要ありません。

コンパクトかつ軽量な設計

LiFePO4 バッテリーの利点は数多くあります。非常に軽量です。リチウムマンガン酸化物電池と比較すると約50%軽く、鉛蓄電池と比較すると最大70%軽量です。

LiFePO4 バッテリーは燃料消費量を削減し、車両の操縦性を向上させます。また、コンパクトなので、スクーター、ボート、RV、産業機械により多くの機器を取り付けることができます。

リチウムイオン電池と非リチウムイオン電池の比較

両者の戦いでは、明らかに LiFePO4 がリチウムイオンを圧倒しています。 LiFePO4 を市販の他の充電式バッテリーと比較すると、その性能はどうですか?

鉛酸を使用したバッテリー

鉛蓄電池は最初はお買い得に見えますが、時間の経過とともに高価になります。その結果、頻繁なメンテナンスと交換が必要になります。 LiFePO4 バッテリーはメンテナンスが不要ですが、2 ～ 4 倍長持ちします。

ゲルセルを使用した電池

LiFePO4 バッテリーと同様、ゲルセルバッテリーは定期的な充電を必要とせず、保管中に充電状態を維持します。ただし、大きな違いを生むのは充電プロセスです。ゲルセルバッテリーの充電時間は長いため、損傷を避けるために完全に充電したら接続を外す必要があります。

吸収ガラスマット（AGM）を備えたバッテリー

AGM バッテリーは予算に影響を及ぼし、容量の 50% を超えて放電すると損傷する可能性があることに注意することが重要です。さらに、メンテナンスが難しい場合もあります。一方、LiFePO4 イオン性リチウム電池は、電池に損傷を与えることなく完全に放電できます。

LiFePO4バッテリーのさまざまな用途

さまざまな用途において、LiFePO4 テクノロジーは価値があることが証明されています。 例として、いくつかを次に示します。

充電時間の短縮と稼働時間の増加は、漁船やカヤックが水上で過ごす時間を増やすことを意味します。 軽量の釣り竿の利点は、扱いやすさと、激しい釣りの試合中にスピードが得られることです。
モペットやモビリティスクーターの不必要な重量によって速度が妨げられないように注意してください。 自発的な旅行の場合は、バッテリーを全容量未満で充電してください。
軽量の LiFePO4 バッテリーを使用すると、どこにいても (山の上でも) 太陽エネルギーを利用できます。
入手可能な中で最も安全で堅牢なリチウム電池であるこれらの電池は、フロアマシンやリフトゲートなどの産業用途に最適です。
さらに、リン酸鉄リチウム電池は、他のさまざまな機器に電力を供給するために使用されます。 例としては、懐中電灯、電子タバコ、無線機器、非常灯などが挙げられます。

日常のニーズや緊急時に電力が必要な場合でも、LiFePO4 バッテリーが役に立ちます。トラベルトレーラーや RV はその恩恵を大いに受けます。 詳細については、こちらをご覧ください。

リチウム電池にはさまざまな種類と用途があります。

マテリアルハンドリング

LiFePO4 に関するよくある質問

LiFePO4はリチウムイオンと同じですか?

いいえ、絶対に違います！ LiFePO4 バッテリーは、リチウムイオンポリマーバッテリーの 4 倍を超えるサイクル寿命を誇ります。

LiFePO4バッテリーは良い選択ですね。

従来のバッテリーと比較して、LiFePO4 バッテリーは非常に効率的です。非常に軽量なので、容量のほとんどを問題なく利用できます。鉛酸バッテリーとは異なり、LiFePO4 バッテリーは劣化する前に耐用年数の約 50% まで使用できます。

LiFePO4 バッテリーは発火する可能性がありますか?

リチウム電池の中で、LiFePO4 電池は発火したり過熱したりしないため、最も安全です。たとえ穴が開いても、バッテリーが発火する危険はありません。過熱や発火を起こしやすい他のリチウム電池に比べて大幅に改善されています。

LiFePO4 はリチウムイオンより効率的ですか?

サイクル寿命 (リチウムイオンバッテリーの 4 ～ 5 倍長持ち) の点では、LiFePO4 バッテリーはリチウムイオンバッテリーよりも信頼性が高く、安全です。リチウムイオン電池は過熱して発火する可能性があるため、LiFePO4 電池にはこの危険はありません。

LiFePO4 はなぜそれほど高価なのでしょうか?

LiFePO4 バッテリーは寿命が長いため、通常、他のバッテリーよりも長期的には経済的です。建設に必要な材料が高価であるため、初期費用も高くなります。なぜ人々は他のバッテリーよりもこのバッテリーを好むのでしょうか?

その理由は、LiFePO4 が他のバッテリーに比べて多くの利点を備えているためです。鉛蓄電池や他の多くの種類のバッテリーと比較して、大幅に軽量です。さらに、安全性が高く、寿命が長く、メンテナンスも必要ありません。

LiFePO4 とリポの違いは何ですか?

LiFePO4 と Lipo は両方ともリチウムベースの化学物質ですが、それらは同一ではありません。 Lipo と比較して、LiFePO4 にはいくつかの独特な利点があります。

LiFePO4 バッテリーにはどのような用途がありますか?

LiFePO4 バッテリーは、鉛酸、AGM、またはその他の従来のバッテリーと同じ目的に使用できます。 12v 100ah LiFePO4 バッテリーを (他の LiFePO4 バッテリーと一緒に) 使用すると、バスボートやその他の海洋機器に電力を供給できます。さらに、RV、太陽光発電設備、モビリティスクーター、その他多くのものにも使用できます。

LiFePO4 は AGM や鉛蓄電池より危険ですか?

いいえ、まったくそうではありません。安全性が大幅に向上します。これには、LiFePO4 バッテリーから有毒ガスが放出されないことなど、いくつかの要因が寄与しています。さらに、他の多くのバッテリー (鉛酸バッテリーなど) のように硫酸が漏れることもありません。さらに、過熱したり発火したりすることもありません。