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

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを採用したポータブル電源に興味がある方も多いのではないでしょうか。リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは、安全性と耐久性に優れ、環境負荷も低いとされている高性能なバッテリーです。

しかし、エネルギー密度の低さや製品価格の高さといった欠点も存在するため、導入を躊躇する方もいるかもしれません。これらの課題は、技術革新によって改善される可能性が高まっています。

本記事では、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの特性や将来性、製品選びの重要ポイント、おすすめの製品について解説します。最後までご覧になれば、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを採用したポータブル電源の導入に向けて、自信を持って判断できるようになるでしょう。

リチウムイオンバッテリーとリン酸鉄

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーとは、いわゆる蓄電池の一種です。1990年代、PCや携帯端末が普及する中、自動車のモーターや電力設備に使われていた蓄電池は小型化する必要に迫られます。その結果、寿命が長く、小型化が可能なリチウムイオンバッテリーが開発され、ノートPCやスマートフォンなどのバッテリーとして普及していきました。

リチウムイオンバッテリーに使われる「リチウム」という物質は、元素記号で「水素」「ヘリウム」に次いで3番目に位置する物質です。これは要するに、リチウムがあらゆる物質の中で3番目に軽いことを示し、この軽さこそ、大容量でありながら小型かつ軽量の電池を作れる要因となっています。

ただし、リチウムイオンバッテリーにはひとつ大きな欠点があります。それは電池のエネルギー密度によって、熱暴走が起こりやすいということです。特にエネルギー密度が高いコバルト系やニッケル系のリチウムイオンバッテリーは、使用方法によって発火の危険性が高く、安全面には課題が残るとされています。

こうした安全性の問題から、より安心して使えるリチウムイオンバッテリーが求められ、その結果作られたのがリン酸鉄という物質を用いたリチウムイオンバッテリーです。リン酸鉄系のリチウムイオンバッテリーは、コバルト系やニッケル系に比べてエネルギー密度が低く、電池内部で発熱があったとしても発火しにくい構造をしています。この特性によって、リン酸鉄はリチウムイオンバッテリーに使われる素材として、主たる地位を確保していくのです。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの特徴

安全性に秀でたリン酸鉄系は、モバイル端末を始め、さまざまな機器や端末のバッテリーとして活用されています。他の素材とは異なるリン酸鉄リチウムイオンバッテリーの特徴は以下の通りです。

・熱安定性が高い
・原材料のコストが安い
・低温環境でも使える
・電池が長持ち

熱安定性が高いことは、その分だけ熱暴走の危険が低いことを意味します。発火の危険性が少なく、他の素材より安全に使えるのがリン酸鉄リチウムイオンバッテリーの最も顕著な特徴です。また、リン酸鉄は原材料が安価であるため、コストを抑えながら開発することができます。そのため、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーが使われている製品はコスト面でも魅力的なラインナップが多いです。

低温環境にも強く、－25℃で使える点もリン酸鉄リチウムイオンバッテリーの特徴です。この特徴によって、場所や季節を問わず使用することができます。こうした高い安全性や使いやすさがありながら、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは電池の持ちが長いことでも知られています。リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの自己放電率は月に1％程度しかなく、月に約20％という鉛蓄電池と比べてもかなりの差があることがわかります。

自己放電率が低いということは、それだけ電池の残量が減りにくいということです。一度の充電で長時間の使用が可能となり、長い期間放置していても十分な電力を得ることができます。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの欠点

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは、安全性や耐久性に優れた特性を持つ一方で、いくつかの欠点も抱えています。バッテリー選択の際には、以下のような欠点を理解した上で、用途に合わせた適切な判断が求められます。

1. エネルギー密度の低さ
2. 製品価格が高い

各欠点の詳細について見ていきましょう。

欠点1．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、現在主流の三元系リチウムイオンバッテリーと比較して、エネルギー密度が低いという欠点があります。つまり、同じ重量やサイズのバッテリーで比べた場合、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの蓄電容量は少なくなる傾向にあるのです。

このエネルギー密度の低さは、ポータブル電源などの携帯性を重視する用途では、1つの障壁となり得ます。より大きな容量を求める場合、バッテリーの重量やサイズが大きくなり、持ち運びに不便が生じる可能性があるためです。

ただし、定置型の蓄電システムなど、重量やサイズがそれほど重要でない用途では、エネルギー密度の低さはさほど気にならないかもしれません。また、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーであっても、小容量のタイプを選べば携帯性の懸念は解消されます。

欠点2．製品価格が高い

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーのもう1つの欠点は、製品価格が比較的高いことです。これは主に、製造プロセスの複雑さや材料コストに起因しています。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの製造には、高度な技術と品質管理が必要とされ、製造コストが高くなる傾向にあります。また、使用される材料も比較的高価であるため、最終製品の価格に反映されやすいのです。

この価格の高さは、初期投資の大きさにつながり、導入時のコスト面での障壁となる場合があります。特に大規模な蓄電システムを構築する際には、価格が重要な検討事項の1つとなるでしょう。

ただし、技術革新と市場競争の進展により、将来的には製品価格の低下が期待できます。長期的な視点に立ち、トータルコストを見据えた判断が求められます。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの将来性

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは、技術革新と市場拡大により、その将来性がますます高まっています。ここでは、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの将来性について、3つの観点から詳しく解説していきます。

技術革新によるエネルギー密度の向上

欠点の1つであるエネルギー密度の低さは、技術革新によって改善される可能性が高いと言えます。現在、新たな電極材料や製造プロセスの開発が進められており、エネルギー密度の向上が期待されているのです。

例えば、ナノテクノロジーを活用した電極材料の開発や、効率的な製造方法の確立などにより、同じサイズ・重量のバッテリーでも、より大きな容量を実現できるようになるかもしれません。

こうした研究開発の進展によって、現在のリン酸鉄リチウムイオンバッテリーの欠点が解消され、より高性能なバッテリーが実現する可能性が高まっています。

コスト低減の可能性

将来的には、コスト低減の可能性があると考えられています。なぜなら、生産規模の拡大と製造技術の向上により、製造コストの削減が見込まれるためです。

例えば、中国の車載電池大手2社では、VDA規格のリン酸鉄リチウムバッテリーセルの価格が年々減少傾向にあります。以前に比べて生産ラインのリソース整理ができており、バッテリーの生産が容易になっているのです。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの需要が高まるにつれ、大規模な生産体制の構築がさらに進むでしょう。規模の経済性が働くことで、材料の調達コストや製造コストの低減が期待できます。

環境負荷の低さと持続可能性

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは、環境負荷が比較的低く、持続可能な電池技術として注目されています。それは、希少金属の使用量が少ないことに加え、長寿命で安全性が高いことが理由として挙げられます。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの主要材料である鉄やリンは、比較的豊富に存在する元素です。コバルトやニッケルのようなレアメタルへの依存度が低いことは、資源の枯渇リスクを減らし、環境負荷の低減につながります。

また、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは、長寿命であることが知られています。充放電サイクルの繰り返しに強く、バッテリーの劣化が少ないため、長期間の使用が可能なのです。これは、バッテリーの交換頻度を減らし、廃棄物の発生を抑制することに寄与します。

発火や爆発のリスクが低く、より安心して長期間使用できるバッテリーとして、社会に広く受け入れられる余地があるのです。

どこが違う？三元系リチウムイオンバッテリーとリン酸鉄リチウムイオンバッテリー

リチウムイオンバッテリーに使われる電池の種類としては、特に三元系とリン酸鉄系の2種類の素材がメインストリームだといえます。では、三元系とリン酸鉄系のリチウムイオンバッテリーにはどのような違いがあるのでしょうか。ここでは、双方のメリット・デメリットを紐解きます。

三元系リチウムイオンバッテリーとは

三元系リチウムイオンバッテリーの特徴は、ニッケル・マンガン・コバルトの3種類を原料に使っている点にあります。コバルト系リチウムイオンバッテリーを改良する目的で開発され、コバルト系に比べて高い安全性能を保ちながら強いパワーを発揮することができます。主に医療機器や電気自動車のバッテリー素材として使われており、高容量でエネルギー密度の高いところが大きな特徴です。

三元系リチウムイオンバッテリーとリン酸鉄リチウムイオンバッテリーの違い

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーと比較して、三元系リチウムイオンバッテリーは安全面で心配な点があります。コバルト系単体のバッテリーより安全面での改良はされていますが、それでも熱暴走の危険性を完全に排除することはできず、使用方法によっては発火する恐れがなお残ります。そのため、こと安全面に関しては、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーに一日の長があるといえるでしょう。

一方、三元系リチウムイオンバッテリーは、同じ体積・重量に対してパワーが高い点に特徴があります。大きな倍率で充電ができるなど、パワーやエネルギーに関しては大きなアドバンテージがあるといえるでしょう。これに対して、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの得意分野は、安全性能に加えて、価格の安さとサイクル性能の良さです。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの素材である「リン」や「鉄」は、地球資源として豊富に採掘することが可能で、原材料価格も良心的です。その分、バッテリーも安価で製造でき、その安さは製品の価格にも反映されます。また、電池が劣化しにくく、長い間使えるため、コストパフォーマンスが高い点もリン酸鉄リチウムイオンバッテリーの大きなメリットです。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを採用した製品の選び方

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを採用したポータブル電源を選ぶ際は、いくつかのポイントに注目する必要があります。製品の特性や用途に合わせた適切な選択が、満足度の高い使用につながるでしょう。

1. 安全性と耐久性を重視する
2. 用途に合わせた容量を選択する
3. 充放電効率と速度を確認する
4. 温度特性と使用環境を考慮する
5. メーカーのサポート体制を確認する

以下、製品を選ぶ際の重要ポイントを1つずつ紹介します。

選び方1．安全性と耐久性を重視する

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの大きな特徴は、高い安全性と耐久性です。過熱や発火のリスクが低く、より安心して使用できる製品を選びましょう。

また、充放電サイクル寿命の長さも重要なポイントです。長期的な使用に耐えうる製品を選ぶことで、コストパフォーマンスの高さを実感できるはずです。

選び方2．用途に合わせた容量を選択する

ポータブル電源の選択では、使用目的や必要な稼働時間に合わせた容量選びが肝心です。過大な容量は、無駄なコスト消費につながることがあります。

反対に容量が不足していては、十分な電力を確保できない可能性があるため、用途に合わせて容量を検討するようにしましょう。

→キャンプに最適なポータブル電源の容量とは？用途別の選び方と人気モデルを比較

選び方3．充放電効率と速度を確認する

エネルギーロスを最小限に抑えるためには、高い充放電効率を持つ製品を選ぶことが重要です。効率の良さは、長期的なランニングコストにも影響します。

また、急速充電への対応など、充放電速度も確認しておくことをおすすめします。急速充電に対応している製品であれば、ポータブル電源の利便性がより向上するはずです。

選び方4．温度特性と使用環境を考慮する

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの性能は、使用環境の温度によって変化します。高い性能を維持するためにも、想定される温度範囲内で安定して動作する製品を選ぶことが大切です。

特に、極端な高温や低温環境での使用が予想される場合は、温度特性に十分注意をはらう必要があります。

選び方5．メーカーのサポート体制を確認する

ポータブル電源は、長期的な使用を前提とした製品です。アフターサービスや保証内容が充実しているメーカーの製品を選ぶことで、長期的に安心感が得られるでしょう。

また、技術サポートやメンテナンス体制の整備状況も確認しておくことが重要です。トラブル時にスムーズな対応が期待できるメーカーを選びましょう。

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4選

ここでは、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを採用したおすすめのポータブル電源を4つ紹介します。各製品の特徴や強み、向いているユーザー層などを解説します。

EcoFlow RIVER 3

「EcoFlow RIVER 3」は、最適なエントリーモデルとして選ばれるポータブル電源です。コンパクトなサイズでありながら、パワフルな性能を誇ります。

小型電化製品の稼働時間を最大13時間延長できるため、家庭内の停電対策やアウトドアでの利用に適しています。また、軽量でコンパクトなデザインにより、保管や持ち運びが容易なのも大きな魅力と言えるでしょう。

EcoFlow DELTA 2 Max

「EcoFlow DELTA 2 Max」は、10年間使える長寿命のLFPバッテリーを採用したポータブル電源です。高品質なバッテリーと高度なBMS（バッテリー管理システム）により、安全で最適なパフォーマンスを実現しています。

最大出力2,400Wと大容量の2,048Whを誇る本製品は、家族みんなで使える家庭用バックアップ電源として最適です。さらに、わずか43分で80％まで充電できる業界最速レベルの充電速度も魅力的な特徴です。

EcoFlow DELTA 3 Plus

「EcoFlow DELTA 3 Plus」は、コンパクトながら1,500Wの高出力（3,000Wサージ）を実現したポータブル電源です。EcoFlow独自のX-Boostテクノロジーにより、最大2,000Wまで出力可能で、99％の電化製品に電力を供給できます。

また、10年間使用できる耐久性と長寿命のバッテリーを搭載し、IP65保護や優秀なBMSにより信頼性の高い製品となっています。スマートで使いやすいアプリも備え、バックアップと日常使用に便利な体験を提供します。

EcoFlow DELTA Pro 3

電気工事なしで手軽に節電生活をスタートさせたいなら、家庭用蓄電池の「EcoFlow DELTA Pro 3」がおすすめです。1台で4kWhのバッテリー容量を誇り、最大24kWhまで容量拡張が可能なため、家中の電力をしっかりサポートします。

持ち運びやすいコンパクトなデザインにより、キャンプや車中泊、レジャーなど、アウトドアでの使用も可能です。LFPバッテリー技術を採用し、業界最高峰の高強度構造と安心の5年保証を備えています。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの保守と管理

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは優れた特性を持っていますが、その性能を長期的に維持するには適切な保守と管理が欠かせません。バッテリーの状態を最適に保ち、安全で効率的な使用を続けるためのポイントを押さえましょう。

適切な充放電サイクルの管理

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの寿命を延ばすには、適切な充放電サイクルの管理が重要です。過充電や過放電は、バッテリーの劣化を早めてしまう原因となるため、できる限り避ける必要があります。

メーカーが推奨する充電レベルの範囲内で使用することが、バッテリーの健全性を維持する重要な鍵となります。また、長期間の保管時には、バッテリー容量を60〜80％に保つことが大切です。

定期的な充放電サイクルを行うことで、バッテリーの状態を良好に維持できます。使用頻度が低い場合でも、3〜6ヶ月に一度は充放電を行うことをおすすめします。

→ポータブル電源の保管方法を徹底解説！保管場所の選び方や長持ちさせる5つの工夫

温度管理の重要性

前述した通り、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの性能と寿命は、温度の影響を大きく受けます。極端な高温や低温環境での使用や保管は、バッテリーの劣化を加速させる可能性があるため避けるべきです。

特に高温環境下での使用や充電時は、バッテリーの温度上昇に注意が必要です。例えば、ポータブル電源を車内で長時間放置する行為は、バッテリーの劣化や発火のリスクを高める危険な行為です。

炎天下では特に温度管理を徹底し、必要に応じて冷却対策を講じることが重要となります。温度管理に注意をはらうことで、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの安全性と性能を高いレベルで保つことができるでしょう。

定期的な点検とメンテナンス

バッテリーの長期的な性能維持には、定期的な点検とメンテナンスが欠かせません。目視によるバッテリーの外観チェックや、接続部分の点検を定期的に行いましょう。

変色や膨張、漏液などの異常がないかを確認し、問題が見つかった場合は速やかに対処することが重要です。また、端子部分のゆるみや腐食にも注意をはらい、必要に応じて清掃や増し締めを行います。専門家による定期的なメンテナンスも検討しましょう。

まとめ

本記事では、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの特性や将来性、製品選びの重要ポイント、おすすめの製品について解説しました。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは、安全性と耐久性に優れ、環境負荷の低さも魅力的です。しかし、エネルギー密度の低さや、製品価格の高さといった欠点も理解しておく必要があります。

製品選びの際は、安全性や耐久性、容量、充放電効率、温度特性、メーカーのサポート体制など、さまざまな観点から検討することが重要です。また、適切な充放電サイクルの管理や温度管理、定期的な点検とメンテナンスを行うことで、バッテリーの性能を長期的に維持できます。

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探している方は、EcoFlowが販売する以下製品の導入をご検討ください。