ポータブル電源のバッテリーはどの種類が良いか？

ポータブル電源は、リチウムイオンバッテリーが使われています。

リチウムイオンバッテリーには、多くの種類があります。

この記事では、リチウムイオンバッテリーの種類と特徴について説明します。

リチウムイオンバッテリーの種類

ポータブル電源のバッテリーの主流が三元系からリン酸鉄系へ変わる

三元系バッテリーの特徴

ポータブル電源のバッテリーは、「三元系のリチウムバッテリー」が主流でした。

三元系バッテリーは、エネルギー密度が高く、重量が軽いというメリットがあります。

デメリットは安全性や寿命が、リン酸鉄系に比べると劣っていることです。

リン酸鉄系バッテリーの特徴

リン酸鉄リチウムバッテリーのデメリットは、三元系と比べると「エネルギー密度が低いこと・バッテリーが重くなること」です。

しかし、最近では「安全性」と「長寿命」というメリットから、「リン酸鉄リチウムイオンバッテリー」が主流になっています。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーのメリット

• 安全性が高いこと
• 長寿命であること
• 自己放電率が小さいこと

リン酸鉄バッテリーは安全性が高いこと

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは

正極（プラス）にリン酸鉄リチウム、負極（マイナス）に黒鉛材料（グラファイト）を使用しています。

正極材料に「リチウム（Li）、鉄（Fe）、リン（P）」が使用されているので、リン酸鉄リチウムバッテリー（LiFePO4）と呼ばれます。

従来のリチウムイオンバッテリーや鉛バッテリーは、使用法を誤ると発熱や発火、最悪の場合爆発の可能性があります。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは、現在あるバッテリーの中で最も安全性に優れています。発火や爆発の危険性がありません。

リン酸鉄リチウムバッテリーがなぜ「安全」と言われるのか？

バッテリーは衝撃や使用環境によって、発熱や発火することがあります。

物が燃えるためには、次の3つの要素が必要です

リチウムイオンバッテリーが「発火」する訳は？

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーが「発火」しない訳は？

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーも、リチウムイオンバッテリーと同様に「発熱」が起こります。

しかし、燃焼に必要な「酸素」が発生しません。

酸素が発生しない原因は、リン原子(P)　と　鉄原子(Fe)　と　酸素原子(O)　の結合が強力なためです。

リン酸鉄バッテリーは長寿命なこと

ポータブル電源に使われている、従来のリチウムイオンバッテリーは、サイクルが「500回～1000回」程度です。

これに対し、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは、充放電のサイクルが「4000回以上」となっています。

使用できる年数としては、１日１サイクル使用したとして、約10年間以上使用できることになります。

サイクル回数とは？

バッテリーを「０％～100％」まで充電し、次に「０％」まで放電することを「１サイクル」といいます。

充電サイクルと放電サイクルの説明

サイクル回数の例

電源につないだ回数は2回、100％まで放電（または充電）した回数も2回です。

サイクル回数は、放電（または充電）した電気量の合計が100％になった時「1回」とします。

つまり、放電回数が3回でも4回でも、放電した電気量の合計が「100％」になった時に「1回」と数えます。

リン酸鉄バッテリーは自己放電率が小さいこと

ポータブル電源は製品の寿命を伸ばすために、数ヶ月（3カ月～6カ月）に一度は充電することを勧めています。

リン酸鉄バッテリーのデメリット

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは

デメリットを考えても、バッテリーとして「安全性や長寿命などのメリットが多く」、現在のところ最も使いやすいバッテリーであることは間違いありません。

技術の進歩によりバッテリーは、ますます高性能になることが考えられ価格も低下するものと考えられます。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーのまとめ

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの特徴は

安全性が高いこと

内部短絡が発生しても、燃焼しない。

燃焼に必要な、「酸素」が発生しない。

短絡部分が化学反応で、絶縁物（電気を通さない物質）になる。

長寿命であること

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは、充放電のサイクルが「4000回」以上になっている。

使用できる年数としては、１日１サイクル使用したとして、約10年間使用できることになります。

自己放電率が小さい

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは、長期間放置しておいても自己放電率は小さく「月に１％程度」です。

デメリット

電気容量に対する価格が高い

エネルギー密度が低い