リン酸鉄リチウム電池の三元リチウム電池に対する安全性の優位性を発見

リン酸鉄リチウム（LiFePO4）電池と三元系リチウム電池の安全性の違いについて

リン酸鉄リチウム (LiFePO4) そして 三次リチウム電池 特に "エネルギー密度 "と "安全性 "に関して異なる特徴を示している。三元リチウム電池は高いエネルギー密度を誇る反面、安全性への懸念がしばしば指摘される。一方、LiFePO4電池はエネルギー密度は低いものの、安全性の高さが広く認知されています。

例えば、18650セル（直径：18mm、高さ：65mm）の場合、3元リチウム電池の容量は最大3500mAhに達するが、LiFePO4電池は同じ体積で約2000mAhが上限である。

リン酸鉄リチウム電池が安全とされる理由

LiFePO4バッテリーは、正極材料としてリン酸鉄リチウムを利用している。この組成は、コバルト酸リチウムやニッケルベースの材料のような代替品と比較して著しく安定している。LiFePO4のP-O結合は、高温や過充電の条件下でも非常に壊れにくい。この特性は、熱に関連する問題のリスクを最小限に抑え、反応性の高い物質の放出を防ぐため、安全性が大幅に向上します。

リン酸鉄リチウム電池の利点：

1. 長寿命:LiFePO4バッテリーは、80%の放電深度（DOD）で4000サイクル以上に耐えることができ、一般的な使用シナリオでは10～15年の寿命となります。
2. 使用上の信頼性:自動車事故などの過酷な条件下でも、スパイダーウェイのバッテリーは厳しい安全性テストに合格し、爆発しないことが証明されています。
3. 急速充電機能:これらのバッテリーは、1.5Cで動作する専用充電器の助けを借りて、わずか40分でフル充電を達成することができます。
4. 高温耐性:安全性を損なうことなく、350～500℃の温度に耐えることができる。
5. 大容量でメモリー効果なし:バッテリーは「メモリー効果」の影響を受けにくいため、長期間にわたって安定した容量を保つことができる。
6. エコロジーへの責任:LiFePO4バッテリーは無毒で、環境への影響が少なく、豊富で費用対効果の高い原材料から作られています。

一般的にニッケル、コバルト、マンガン（NCM）を組み込んだ三元リチウム電池も、一定の安全性を示している：

1. 安定した正極構造:三元系リチウム材料の構造内の酸素は安定しており、容易に放出されないため、火災や爆発の可能性が低くなる。
2. 一貫した電圧プロファイル:製造工程により、三元リチウム粒子が小さくなり、より均一な内部構造になる。この配置は動作の安定性を促進します。
3. 安全な充放電:素材の酸化力が強くないため、充放電サイクル中に酸化還元反応が起こりにくく、より安全な運転環境を確保できる。

しかし、3元リチウム電池は、極端な条件下では安全上の危険をもたらす可能性がある：

• 自動車事故のような衝撃の大きいシナリオでは、バッテリーのダイヤフラムが損傷し、ショートにつながる可能性がある。発生した熱は熱暴走を引き起こし、温度が300℃を超えて急速に上昇する可能性がある。
• 三元リチウム電池の熱安定性はLiFePO4より劣り、300℃以下の温度で分解し、急速な発火につながる可能性がある。

どちらのバッテリーが安全か？

この2つのタイプの安全性の主な違いは、正極材料にある。三元リチウム電池は約200℃で分解が始まり、酸素を放出して電解液の燃焼を促進し、火災を引き起こす可能性があります。逆に、SPIDERWAY LiFePO4バッテリーは700～800℃まで安定性を維持し、酸素分子を放出しないため、燃焼の可能性が低くなります。

重要なことは、安全性は素材だけに依存するものではないということです。バッテリーシステムの全体的な安全性は、以下の要素に左右されます。 バッテリー 過充電、過放電、温度、電流を監視して事故を防止する管理システム（BMS）。

三元リチウム・バッテリーは過酷な条件下では火災の影響を受けやすいが、堅牢なBMSはこれらのリスクを軽減することができる。LiFePO4バッテリーは、その化学組成により本質的に安全ですが、それでも絶対的な安全を確保するには適切なシステム管理が必要です。したがって、3元リチウム・バッテリーを本質的に安全でない、またはLiFePO4バッテリーを常に完全に安全であるとするのは不正確です。

著者プロフィール

スパイダーウェイ

SpiderWayのLiFePO4バッテリーセールスエンジニアは、産業車両用バッテリーで10年の経験を持ち、産業用LiFePO4バッテリー製品に関するあらゆるご質問にお答えします。

最新エントリー

著者アーカイブ

• フォークリフト・バッテリーの知識9月 19, 2024リン酸鉄リチウム電池の三元リチウム電池に対する安全性の優位性を発見
• バッテリー充電器の知識9月 19, 2024鉛蓄電池とLFPリン酸鉄リチウム電池は同じ充電器を使用できますか？
• フォークリフト・バッテリーの知識9月 18, 2024新エネルギー時代におけるフォークリフト用リチウム電池リースのビジネス可能性
• クラブ・カー9月 18, 2024米国主要都市・州のゴルフ場分布 米国ゴルフカート用リチウム電池の交換について