災害での停電や電気代の高騰などがきっかけとなり、蓄電池が注目を集めています。
蓄電池は鉛バッテリーが主流でしたが、近年はリチウムイオンバッテリーが広く普及し、そのなかでもリン酸鉄リチウムイオン（LiFePO4）バッテリーは比較的新しい製品に多く利用されています。
この記事では、他のリチウムイオンバッテリーとの違いやメリット・デメリット、おすすめの使い方や製品などを紹介します。
家庭への蓄電池の導入を検討している人は参考にしてください。
リン酸鉄リチウムイオン（LiFePO4）バッテリーとは
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは、正極にリン酸鉄リチウムを使用したバッテリーのことです。
リチウムイオンバッテリーは正極と負極の間をリチウムイオンが移動することで充放電を行いますが、電極に使用する素材によってそれぞれ特徴が異なるため、種類が分かれます。
ここではリン酸鉄リチウムイオンバッテリーについて、他のリチウムイオンバッテリーとの比較や、メリット・デメリットについて紹介します。
リチウムイオン（LiFePO4）バッテリーはおもに3種類
リチウムイオンバッテリーは系統が多様に分かれています。
- ニッケル系
- コバルト系
- マンガン系
- チタン酸系
- リチウムポリマー系
- 三元系
- リン酸鉄系
- NCA系
このなかでも使用率の高い代表的な2種類と、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを比較しました。
| バッテリーの種類 | リン酸鉄リチウム | 三元系リチウム | NCA系リチウム |
| 正極材 | ・リン・鉄・リチウム | ・ニッケル・マンガン・コバルト | ・ニッケル・コバルト・アルミニウム |
| 負極材 | 黒鉛 | 黒鉛 | 黒鉛 |
| 最低放電温度 | －20℃ | －10℃ | －20℃ |
| 熱分解の温度 | 700℃ | 200℃ | 200℃ |
| サイクル回数(寿命) | 2,000～4,000回 | 約800回 | 500回 |
| 自己放電 | 1ヶ月で1% | 1ヶ月で5% | 1ヶ月で5% |
| 重量 | 重い | 軽い | 軽い |
| エネルギー密度 | 低い | 高い | 高い |
| 販売価格 | 高い | 安い | 高い |
| 主な用途 | ・電動工具・電動自転車・蓄電システム | ・電動自転車・医療機器・自動車産業 | ・医療機器・自動車産業 |
| 特徴 | 熱暴走が起こりづらく、安全性が高い | コバルト系の安全性を高め、車載向けに改良 | 高エネルギー密度化に優れ、発熱量が少ない |
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの強みである長寿命と安全性は、その特徴を十二分に活かしたポータブル電源などの蓄電システムに採用されることが多い理由となっています。
リン酸鉄リチウムイオン（LiFePO4）バッテリーのメリット
リン酸鉄リチウムバッテリーのメリットについて、もう一歩踏み込んで詳しく紹介します。
安全性の高さ
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは熱暴走(発火や発熱)を起こしにくいため、安心して使用できます。
正極活物質(ここではリン酸鉄のこと)は高温になると、分子を安定させるために原子の結合を切ろうとして熱分解を起こします。
しかしその温度が700℃と群を抜いて高いため、高温の環境でも安定かつ安全に動作します。
寿命の長さ
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは寿命が約10～30年と、圧倒的な長寿命を実現します。
蓄電池の寿命を確認する目安に「100％充電されている状態から0％になるまでを1サイクルとし、何サイクル利用できるか」を指す『サイクル回数』があります。
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーはサイクル回数が2,000～4,000回とされています。
例えば1日1サイクルで4,000回まで毎日繰り返すと、単純計算で10年以上の長期間に渡り使用できることになります。
三元系やニッケル系など、他の蓄電池と比べると倍以上の違いです。
自己放電率の低さ
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの1ヶ月の自己放電率(未使用で放置した場合の電気の減る割合)は、わずか1%程度です。
自動車などに搭載されている鉛バッテリーは約20%、リチウムイオンバッテリーは平均約5%です。
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの自己放電率は1%とさらに低いため、忙しく残量を確認する必要がなく管理が楽です。
耐久温度範囲の広さ
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは、低温環境においても－20℃までなら使用が可能です。
使用環境の温度幅が広いこともさることながら、－20℃という環境は日本では考えられない温度ではないため、北国などの過酷な寒冷地でも安心して使用できるのは強みでしょう。
原材料価格の安さ
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーはレアメタルを材料に含まないため、圧倒的に原材料費が安価です。
リン酸鉄リチウムに含まれるリン・鉄・リチウムは共に自然界に広く存在しています。
現に地殻の約0.1%はリンで構成され、リチウムもこの先200年は生産に耐えうる埋蔵量があるといわれている素材です。
それに比べてコバルトやニッケルは『レアメタル』と呼ばれ手に入りにくく枯渇も危ぶまれている素材のため、現在は原材料の価格が高止まりしています。
リン酸鉄リチウムの価格は4分の1と安価ながら、バッテリーとしては三元系の8割近くを蓄電できるため、コストがかなり抑えられます。
環境への配慮
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは採掘の段階で環境汚染につながるようなコバルト・ニッケルなどを多く使用していないため、環境にも優しい素材です。
レアメタルの採掘には土や水・空気などが汚染され、廃棄する際も注意が必要です。
リチウムもレアメタルのため、まったく汚染がないわけではありませんが、レアメタルの使用が多い他のバッテリーに比べるとリン酸鉄リチウムのリスクは低いといえます。
リン酸鉄リチウムイオン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にはデメリットもあります。
ここでは、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーのデメリットを紹介します。
エネルギー密度の低さ
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーはエネルギー密度が低いため、採用した製品の体積が大きくなりやすいデメリットがあります。
エネルギー密度とは一定の体積に蓄えられるエネルギーのことで、例えばエネルギーを小さく圧縮できる＝エネルギー密度が高い、となります。
サイズが大きくなると、収納時に嵩張ってしまったり重くなったりするため、スペースの確保が必要で、持ち運びには適しません。
しかし肝心の蓄電量を確保できて自己放電も微々たる程度であるため、ポータブル電源としては十分な役目を果たせるでしょう。
製品価格が高い
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは販売価格が他の種類に比べて高めです。
原材料は上述の通り安く抑えられますが、バッテリー化の工程に大きなコストがかかるためです。
他にも、リン酸鉄リチウムの基本特許・製造の過程で行うカーボンコーティング技術の特許に対して発生する特許料が安くないという理由があります。
しかし10年以上の長期に渡って活躍が期待できるため、予備電源として一家に一台あると思うと大きな安心が得られます。
リン酸鉄リチウムイオン（LiFePO4）電池の主な用途
ここでは、リン酸鉄リチウムイオン電池の主な用途について解説します。
電気自動車やハイブリッド車
リン酸鉄リチウムイオン電池は、電気自動車やハイブリッド車に採用されています。高いエネルギー密度と長寿命を持ったリン酸鉄リチウムイオン電池は、車両走行距離の大幅な延長に成功しました。
また、急速充電にも対応しており、充電時間の短縮を実現しています。安全性も高く、衝突時の発火リスクが低いため、乗員の安全が確保されているのが魅力です。
さらに従来の電池と比較して軽量であるため、車両の軽量化にも影響を与えているほか、燃費性能の向上にもつながっています。
電動工具
電動工具の分野でもリン酸鉄リチウムイオン電池の活用が進んでいます。内蔵バッテリーに採用することで、長時間の連続使用と作業効率の大幅な向上を実現しました。
また、従来の電池と比較して充放電サイクル寿命が長いため、バッテリーの交換頻度を減らせるだけでなく、長期的なコスト削減にもつながります。加えて、急速充電に対応しているため、作業の中断時間を最小限に抑えられます。
さらに高い安全性から過酷な作業環境下でも安心して使用が可能です。軽量なのも特徴で、作業者の負担を軽減し、長時間使用する際の作業でも疲労を減らします。
モバイルバッテリー
リン酸鉄リチウムイオン電池を採用したモバイルバッテリーは、携帯性と性能の両立が可能です。
リン酸鉄リチウムイオン電池は高いエネルギー密度を持つため、コンパクトな外装でも大容量の電力を蓄えられます。
そのため、スマートフォンやタブレットを複数回充電できるようになり、長時間の外出や旅行時にも安心して使用可能です。また、急速充電に対応しているため、モバイルバッテリー自体の充電時間も短縮されます。
さらに安全性が高く発火リスクが低いため、航空機への持ち込みも比較的容易です。
家庭用蓄電池
リン酸鉄リチウムイオン電池が採用された家庭用蓄電池は、家庭におけるエネルギー管理を効率化できます。リン酸鉄リチウムイオン電池は大容量の電力を安全に蓄えられるため、太陽光発電システムとの組み合わせに最適です。
日中に発電した電力を夜間に使用すると、電力の自給自足率を高められます。また、長寿命という特徴から、長期間にわたって安定した電力供給が可能です。さらに停電時のバックアップ電源としても機能し、災害時の電力確保にも貢献します。
リン酸鉄リチウムイオン電池が採用された家庭用蓄電池は安全性が高いため、家庭内での設置に最適です。
ポータブル電源
リン酸鉄リチウムイオン（LiFePO4）電池が採用されたポータブル電源は、屋外での電力利用の可能性を大きく広げてくれるアイテムです。
高いエネルギー密度と軽量性を兼ね備えているため、持ち運びが容易でありながら大容量の電力を供給できます。
キャンプやアウトドアイベントでの使用はもちろん、災害時の非常用電源としても重宝します。また、急速充電に対応しているため、短時間で充電が完了し、すぐに再使用が可能です。加えて、安全性が高く発火リスクが低いため、さまざまな環境での使用に適しています。
関連記事：リン酸鉄リチウムイオンバッテリー採用のおすすめポータブル電源を徹底紹介
UPS（無停電電源装置）
UPS（無停電電源装置）にリン酸鉄リチウムイオン電池を採用すると、重要機器の電力供給の安定性を大幅に向上できます。
リン酸鉄リチウムイオン電池は高い信頼性と長寿命を持つため、突然の停電時にも確実に電力を供給可能です。例えば、データセンターやサーバーなどの重要機器を保護します。
また、急速充電に対応しているため、停電後の復旧時間を短縮可能です。さらに従来の鉛蓄電池と比較して軽量であるため、設置場所の自由度が高く、スペースの有効活用を実現できます。
安全性も高いため、オフィスや工場など人が常駐する場所での使用にも最適です。
リン酸鉄リチウムイオン（LiFePO4）バッテリー搭載ポータブル電源の選び方
ここでは、リン酸鉄リチウムイオンバッテリー搭載ポータブル電源の選び方について解説します。
定格出力をチェック
リン酸鉄リチウムイオンバッテリー搭載ポータブル電源を選ぶ際は、定格出力をチェックしましょう。定格出力はポータブル電源が安定して供給できる電力量を示しています。
まずは普段使用している電化製品の消費電力を確認し、十分な電力を供給できる定格出力を持つポータブル電源を選びましょう。例えば、冷蔵庫や電子レンジなど消費電力の高い機器を使用する場合は高い定格出力が必要です。
定格出力が低すぎると、使用できない電化製品が出てくる可能性があるため注意してください。また、複数の機器を同時に使用する場合は、それらの合計消費電力を上回る定格出力が必要になります。
バッテリー容量をチェック
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを搭載したポータブル電源を選ぶ際は、バッテリー容量を必ずチェックしましょう。
バッテリー容量はポータブル電源が蓄えられる電力量を示し、一般的にWh（ワットアワー）で表示されます。容量が大きいほど、より多くの機器を長時間使用可能です。
家族の人数や使用用途を考慮し、適切な容量を選ぶ必要があります。例えば、キャンプなどの短期間の使用であれば500Wh程度でも十分かもしれませんが、長期間の停電に備える場合は1,000Wh以上の大容量モデルが安心です。
また、将来的な使用機器の増加も見込んで、余裕を持った容量を選んでください。
充電方法と充電速度をチェック
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを搭載したポータブル電源を選ぶ際は、充電方法と充電速度をチェックしましょう。AC入力はもちろん、車のシガーソケット、ソーラーパネル、スマート発電機など、多様な充電方法に対応している製品が便利です。
充電の幅が広がる製品なら、家庭でも屋外でも柔軟に充電が可能になります。
また、充電速度も製品選びでは重要です。急速充電に対応している製品であれば、短時間で充電を完了させられるほか、使用の中断時間を最小限に抑えられます。例えば、0%から80%まで1時間で充電できる製品もあるため、各製品をしっかりと比較する意識が重要です。
静音性能をチェック
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを搭載したポータブル電源を選ぶ際は、静音性能もチェックしましょう。充電時や使用時の動作音が小さい製品を選べば、さまざまな場所や状況で快適に使用できます。
例えば、就寝時や避難所での使用を想定している場合は静かな製品がおすすめです。動作音が大きいと、周囲の人々の睡眠を妨げたり、ストレスの原因となる可能性があります。
製品スペックや実際の使用レビューなどを確認し、動作音のレベルを事前に把握してから購入を検討してください。
重量やサイズをチェック
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを搭載したポータブル電源を選ぶ際は、重量やサイズもチェックしましょう。とくに屋外での使用を想定している場合、重量やサイズは利便性に大きな影響を与えます。
一般的に、小型で軽量な製品ほど持ち運びが容易です。キャンプやバーベキューなどのレジャー、また避難時の持ち出しに適しています。
しかし、小型製品はバッテリー容量が少なくなる傾向があるため、使用目的とのバランスを考慮する必要があるでしょう。長期間の使用を想定している場合は、多少重くても大容量の製品を検討すべきです。
重量やサイズとバッテリー容量のバランスを取りながら、使用用途に合ったポータブル電源を選びましょう。
拡張性をチェック
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを搭載したポータブル電源を選ぶ際は、将来的な拡張性も考慮に入れる必要があります。例えば、バッテリーの増設が可能な製品であれば、家族が増えたときや使用機器が増えた際にも柔軟に対応が可能です。
拡張性のある製品は初期投資を抑えつつ、必要に応じて段階的にバッテリー容量を増やせるため、経済的にもおすすめです。また、ソーラーパネルとの連携が可能な製品を選べば、災害時や長期のアウトドア使用時にも持続可能な電力供給が可能になります。
リン酸鉄リチウムイオン（LiFePO4）バッテリー搭載ポータブル電源をさらに長持ちさせるためのポイント
ここでは、リン酸鉄リチウムイオンバッテリー搭載ポータブル電源をさらに長持ちさせる方法について解説します。
高温多湿の場所での保管を避ける
リン酸鉄リチウムイオンバッテリー搭載のポータブル電源を長持ちさせるには、高温多湿の場所での保管を避けることが重要です。
高温多湿の環境下ではバッテリーに負荷をかけてしまい、ポータブル電源が本来もつ寿命を縮めてしまいます。
そのため、ポータブル電源は風通しがよく、涼しい場所で保管するようにしましょう。例えば、長期間使用しない場合であっても箱から出してクローゼットなどに入れず、リビングなどに置いておくほうが無難です。
一方、寒さの厳しい冬場は、気温が低下しすぎるとバッテリーに負荷をかけ、同様に劣化を早めてしまうため、緩衝材に包むなどをして保管するとよいでしょう。
過充電しないで保管する
リン酸鉄リチウムイオンバッテリー搭載のポータブル電源を長持ちさせるには、充電方法に注意が必要です。
過充電はリン酸鉄リチウムイオンバッテリーに負荷をかけてしまいます。充電が100％になったらコンセントを抜き、過充電を防ぐようにしてください。
満充電になったにもかかわらず、充電を続けているとバッテリーの寿命が短くなるだけでなく、場合によっては発熱や発火を招くケースがあります。
電池残量が0%にならないように注意する
リン酸鉄リチウムイオンバッテリー搭載のポータブル電源を長持ちさせるには、電池残量が0%にならないように注意しましょう。
電池容量が極端になくなると過放電となり、バッテリーが劣化してしまいます。
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは、自己放電率の低さがメリットであるものの、長時間放置していると徐々に充電残量が減ってしまうでしょう。
そのため、定期的な充電を心がけ、過放電にならないように注意してください。
EcoFlowリン酸鉄リチウムイオン（LiFePO4）ポータル電源おすすめ
EcoFlowのリン酸鉄リチウムイオンバッテリー採用のポータブル電源を紹介します。
EcoFlow DELTAシリーズ
EcoFlowのデルタシリーズはBMS(バッテリーマネジメントシステム)を搭載した大容量・高出力のポータブル電源です。
アダプターのないケーブルで高効率で充電するため従来10時間以上かかっていたものが1時間程度で80%の充電が可能です。
また、定格出力を超える電化製品もX-Boost機能がある製品では高出力電化製品の『電圧を下げる』ことで作動が可能です。
| DELTAシリーズ | DELTA 2 | DELTA 2 Max | DELTA Pro |
| 容量 | 1024Wh | 2,048 Wh | 3,600Wh |
| サイズ | 40.0×21.1×28.1cm | 49.7×24.2×30.5 cm | 63.5×28.5×41.6 cm |
| 重量 | 約12kg | 約23kg | 約45㎏ |
| 寿命(80%＋) | 3000回以上 | 3000回以上 | 3500回以上 |
| AC充電 | 最大1,200W | 最大1,500 W | 最大1,500W |
| 出力ポート数 | 15ポート | 15ポート | 15ポート |
| 定格出力 | 1500W | 2,000W | 3,000W |
| X-Boost™ | 1,900W | 2,400W | 3,750W |
特にDELTA Proは最大2台のエクストラバッテリーの接続で最大容量を10,800Whに増やすことが可能で、停電時における約6日分に相当する必要電力を確保できます。
充電・放電・保管の動作温度範囲の広いリン酸鉄リチウムイオンバッテリーが、災害後の過酷な環境下でも問題なく作動することで、EcoFlowの目指す、いわゆる『停電のない世界』を実現します。
EcoFlow RIVERシリーズ
業界トップクラスの急速充電を備えながら、重いイメージのリン酸鉄リチウムイオンバッテリーにおいて高い携帯性を叶えたEcoFlow RIVERシリーズは、はじめてのポータブル電源としておすすめです。
| RIVERシリーズ | RIVER 2 | RIVER 2 Pro | RIVER 2 Max |
| 容量 | 256Wh | 768Wh | 512Wh |
| サイズ | 24.5×21.5×14.5cm | 26.9×25.9×22.6cm | 26.9×25.9×19.6cm |
| 重量 | 約3.5kg | 約7.8kg | 約6.1kg |
| 寿命(80%＋) | 3,000回以上 | 3,000回以上 | 3,000回以上 |
| AC充電 | 100-120V 50Hz/60Hz,最大8A | 100-120V 50Hz/60Hz,最大10A | 100-120V 50Hz/60Hz,最大10A |
| 出力ポート数 | 11ポート | 10ポート | 11ポート |
| 定格出力 | 300W | 800W | 500W |
| X-Boost™ | 450W | 1000W | 750W |
軽量でコンパクトですが、出力ポート数の多さと寿命の長さ、X-Boost機能などその優秀さはDELTAシリーズにも引けをとりません。
ソーラーパネルとの使用は相性抜群で、災害時の備えとして用意した蓄電システムが、キャンプや車中泊などアウトドアで活用しやすいという点は、付加価値といえるでしょう。
まとめ
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーのメリットやデメリット、仕組みや活用方法を紹介しました。
『電力』に縛られずに過ごす安心な生活のために『蓄電』があり、その選択肢の一つとして、安全性に特化したリン酸鉄リチウムイオンバッテリーの採用があります。
EcoFlowポータブル電源は、定格出力を超える使用が可能なX-Boostテクノロジーや高速充電を実現する特許技術のX-Stream、拡張性のあるバッテリー設計などの特徴のほか、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーのラインナップも充実しています。
EcoFlowソーラーパネルは太陽光発電の変換効率が高い単結晶シリコンセルを搭載し、EcoFlowのポータブル電源を高効率で充電しながら、同時にさまざまな電気機器の使用が可能、そのうえ持ち運びが簡単で収納時も嵩張りません。
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを検討の際はソーラーパネルも併せてEcoFlow製品をぜひご参考ください。
災害時やアウトドアでの蓄電や発電は、EcoFlowのポータブル電源が安定の大容量で支えます。