リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを紐解く8つの概要

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを紐解く8つの概要

• 1.リン酸鉄リチウムイオンバッテリーとは

• 2.リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは発火しやすいですか。

• 3.リン酸鉄リチウムイオンバッテリーのメリットとデメリット

• 4.リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの充電方法

• 5.リン酸鉄リチウムイオンバッテリー充電する際の注意点

• 6.リン酸鉄リチウムイオンバッテリーとリチウムイオンバッテリーの違いは

• 7.リン酸鉄リチウムイオンバッテリー ポータブル電源を自作

• 8.リン酸鉄リチウムイオンバッテリーおすすめLiTimeバッテリー3選

• 9.まとめ

近年の電気代値上げにより「光熱費の増加」日常生活の中で、電気の使用を躊躇する機会が増えていませんか？

電気代がとても高く感じ、使用を控えた経験があります。そんな過去の苦い経験から「電力をもっと自由に使いたい」気持ちが芽生え、ソーラーパネルとリン酸鉄リチウムイオンバッテリーを使用電力の発電から蓄えるまで、自宅へ取り入れました。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーとは

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー内部には「セル」と呼ばれる定格電圧・容量の決められた電池が複数入っています。始めにバッテリーを紐解く8つの概要を伝える前に、電池セル構成から知り特徴を覚えましょう。

四角柱型と電池型。2タイプの電池形状から「四角柱」を対象に、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの話しを伝えます。電池型については、四角柱と比べ容量の少ないタイプと覚えて頂いて問題ありません。

正極素材：リン酸鉄リチウム

負極素材：グラファイト(黒鉛)

電解液：リン酸鉄リチウム

セル構成：3.2V4直列

他のリチウムイオンバッテリーと比較すると、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは100%充放電回数の幅が広い、他バッテリーよりサイクル数が多く寿命が長い、レアメタルを使用しないため安価に製造可能、発火温度まで到達しないなどのメリットがあります。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー発火しやすいですか？

釘差し実験など通常リチウムイオンバッテリーでは発火する場面でも、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは白煙止まりです。(安全性が高い|温度90℃)但し、白煙内にはハフニンを含みます(有害)。万が一白煙を目撃した場合は、空気の入れ替え(換気)を充分に行ってください。主に専用充電器外のバッテリーチャージ・バッテリーケース破損など、セル膨張・リン酸鉄リチウムイオンバッテリー液漏れ破裂する原因に繋がり、他の部品よりショート・発火するリスクが高まることを覚えましょう。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーのメリットとデメリット

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの充電方法

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー充電する際の注意点

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー充電しながら使用できます。但し、定格電圧以上⇔充電限度電圧内までの使い方を心がけましょう。例え|12.8V(定格電圧)⇔14.6V(充電限度電圧)内のバッテリー充放電に収める事です。例え|12.8V(定格電圧)⇔14.6V(充電限度電圧)内のバッテリー充放電に収める事。動かしたい電化製品が、使い終わるタイミングでバッテリー電圧11.0Vになる。充電をしながら電圧が深く下がるまで放電すると、バッテリー劣化へ繋がる速度が増します。実容量を使い切る出力は、リン酸鉄リチウムイオンバッテリー寿命を大きく短縮するため、そのような使い方の場合は、バッテリー個数を増やして定格電圧以下まで出力しない工夫を施しましょう。定格電圧以下まで日常的に充放電すると、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは必ず短命になります。加えて暑くなる場所での充電しながら放電(使用)する。コチラも先ほど伝えた通り、電池劣化へ繋がります。PVチャージをする場合は、MPPTコントローラーからバッテリーへ直接チャージを控え、バスバー経由の充電放電を心がけるなど、充電しながら使用するには守ることが多いのが特徴です。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーとリチウムイオンバッテリーの違いは

コバルト(Cobalt)、ニッケル(Nickel)、マンガン(Manganese)、三元素(NMC)、チタン、リチウムポリマー、リン酸鉄(LFP)。※順番が高いほどエネルギー密度が有り安全性が低いです。

一覧を見て分かる通り「コバルト・ニッケル・マンガン」レアメタルを使用するため、素材として高価な物です。三元素・チタンに関しても同様になります。大容量化して使うことが前提のリン酸鉄リチウムイオンバッテリーは、容量に比べて生産コストが掛からない事が特徴です。※電解質に高分子ポリマーを採用した燃えにくいが爆発などの危険性はあります。充放電を繰り返すリチウムイオン2次電池として多く普及をしていますが、大容量化を目にする機会は少なくスマホバッテリーへ多く普及しています。サイクル数0%⇔100%充放電回数の幅が広い・他バッテリーよりサイクル数が多く寿命が長いです。

リチウムイオン電池の劣化挙動調査|https://www.jst.go.jp/lcs/pdf/fy2019-sr-01.pdf

こちらのPDFまとめにあるサイクル試験を要約します。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー ポータブル電源を自作

• 簡易的な自作
• 安全対策を強めた自作

簡易的なポータブル電源の自作

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーと正弦波インバーターなどの2点の主要部品へ、接続ケーブルを使ったポータブル電源の自作です。プラスドライバー1本有れば作れる簡易的な電源システムになります。野外に持ち出しせて、電源の無い環境でも電化製品が使えるメリットがあります。非常用電源としても最適ですが、リン酸鉄リチウムイオンバッテリー充電にはLiFePO4専用充電器が必要です。家庭用ACコンセントより簡易ポータブル電源の充電を行うため、電気代が発生するを覚えましょう。

安全対策を強めたポータブル電源の自作

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー充電口を増やすためには、安全対策が不可欠になります。その代わり、LiFePO4専用充電器を使用しないバッテリーチャージが可能になり、簡易的なポータブル電源の自作と比べて電気代の発生はありません。再生可能エネルギー太陽光発電からリン酸鉄リチウムイオンバッテリー充電ができます。ソーラーパネル、リン酸鉄リチウムイオンバッテリー、正弦波インバーター、 MPPTチャージコントローラー(LFP対応モデル)。上記4点の主要部品に安全対策を加え、太陽光の差し込む時間帯のリン酸鉄リチウムイオンバッテリー充電が可能です。 安全対策に必要な部品はバッテリースイッチ、ヒューズ類、各種ブレーカー類、端子類(コネクタ)、ケーブル、バスバーがあります。

スイッチの機能：高い出力を必要とするバッテリー放電のOn・Offを行う。

ヒューズの機能：設計以上の充放電やケーブル劣化断線により送電の流れを止める。

ブレーカーの機能：任意や許容量オーバーどちらの状況でも回路を立つ。

端子の機能：主要部品から電力を安全にケーブルへ引き渡す。

太いケーブルの機能：バッテリー出力量が上がる状況でもケーブル発熱を抑える。

バスバーの機能：電力分岐を行え一時的に充放電の流れを停滞させバッテリー負担を軽減する。

ソーラー発電を受け付けるポータブル電源の自作には「発電・充電・放電を制御する主要部品に加え、安全対策に必要な部品が不可欠です」

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーおすすめLiTimeバッテリー3選

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー種類について、基本的な情報として、12V(12.8V)、24V(25.6V)、48V(51.2V)3つの電圧帯が日本国内では人気です。48Vバッテリーに関しては、電子工作物30V以上の制限を超えるため設置には資格が必要になります。分電盤と繋がない独立したオフグリッドソーラーでも、取り扱い電圧を超えるため注意が必要です。逆に12V・24Vどちらか2択へ絞られる事は、リン酸鉄リチウムイオンバッテリー選びは簡単と捉えて下さい。

LiTimeは中国リチウム電池業界の優位性に頼って、アメリカに4つの倉庫、日本に2つの倉庫、ドイツに1つの倉庫あり、世界中の3000,000人を超える顧客にサービスを提供しています。

• 12V100Ahリン酸鉄リチウムイオンバッテリー

1.グレードAのLiFePO4バッテリーセル

2.並列と直列可能（最大4直列4並列、20.48kWhのエネルギー)

3.キャンピングカー、防災、太陽光発電、オフグリッドに適用

4.CE・FCC・FCE・UL・RoHS・UN38.3・PSEの認証取得済み

• 24V100Ahリン酸鉄リチウムイオンバッテリー

1.100％DOD＆10年寿命

2.1/3軽量＆ポータブル

3.2.56kWhの高エネルギー

4.バッテリーアプリケーションに暖かいヒント

• 48V100Ahリン酸鉄リチウムイオンバッテリー

1.最大10日間の連続給電

2.1/2の省スペース

3.4000~15000回の充放電

4.一流のコンパクトな構造

まとめ

一番大切なことは「知名度が有るメーカーを選ぶこと」長くバッテリー販売を手掛けるリン酸鉄リチウムイオンバッテリーブランドを選ぶことです。LiTime のリン酸鉄リチウムイオンバッテリーは、UL認証の先進的なグレードA LiFePO4セルを採用し、エネルギー密度が高く、より安定した性能と大きなパワーを持っています。PSE、 FCC、CEなどの認定証明を取得していることで、安全性が保証されています。5年間の保証が付いているため、長期にわたり安心してお使いいただけます。これから大容量のリン酸鉄リチウムイオンバッテリーの購入を考えている方はぜひ検討してみてください。