バッテリーの比較: LiFePO4、リチウムイオン、鉛/酸

序章

鉛蓄電池

鉛蓄電池は、ソーラー システムで使用される最も一般的な形式の電池の 1 つです。鉛蓄電池は、電力密度が低く、効率が低く、保守要件が大きいため、他の種類の電池と比較して寿命が長く、コストも手頃です。鉛蓄電池のユニークな利点の 1 つは、充電式バッテリの目的で最も頻繁に使用されるタイプのバッテリを構成し、確立された成熟した技術基盤を持っていることです。

リチウムイオン電池

最近では、リチウムイオン電池がますます普及しています。ラップトップ、PDA、携帯電話、iPod で利用できます。それらは、利用可能な最も強力な充電式バッテリーの一部であるため、非常に人気があります。

リチウム イオン バッテリーは、他のほとんどの化学薬品にはないメンテナンスの必要性を軽減します。メモリはなく、バッテリーの寿命を延ばすために計画的なサイクリングは必要ありません。さらに、リチウムイオンの自己放電率はニッケルカドミウムの半分以下であるため、高度な残量計アプリケーションに最適です。リチウムイオン電池を廃棄しても害はほとんどありません。

3.2V 20A低温LiFePO4バッテリーセル-40℃3C放電容量≥70％充電温度：-20〜45℃放電温度：-40〜+ 55℃鍼灸試験合格-40℃最大放電率：3C

もっと見

リン酸鉄リチウム (LiFePO4) バッテリー

多くの場合、LFP 電池または LiFePO4 電池として知られるリン酸鉄リチウム電池は、5 年以上の耐用年数があります。 LFP は、強力な電気化学的性能と低抵抗を備えています。これらの電池は、他のリチウムイオン電池の化学的性質よりも高い熱安定性を提供します。 LFP シングルセルの電圧レベルは 3.2V です。これらのバッテリーは、E モビリティ、太陽エネルギー貯蔵、およびその他のアプリケーションで頻繁に使用されます。これらのタイプのバッテリーを採用する利点は、定格電流が高く、サイクル寿命が長いだけでなく、熱の一貫性が高く、信頼性が向上し、不利な状況での耐性があることです。

鉛蓄電池とリチウムイオン電池はどちらが優れていますか?

ここでは、2 つのバッテリーの化学的性質の最も重要な 3 つの違いと、電動化する際にどの技術を選択すべきかのいくつかの例を示します。

1.充電

鉛蓄電池の充電には最大 10 時間かかる場合がありますが、リチウム イオン バッテリーの充電には、バッテリーの容量に応じて 3 時間から数分かかる場合があります。リチウムイオン化学は、より高い電流率に耐えることができるため、鉛蓄電池よりも高速に充電できます。これは、車両が頻繁に使用され、休憩間隔が短い、時間に敏感な状況では特に重要です。ターミナル トラクターの例では、船が港に停泊するたびにフリート所有者にお金がかかるため、船に荷物を積み込むために、休憩中にバッテリーを急速に充電する必要があります。

低温高エネルギー密度頑丈なラップトップ ポリマー バッテリーバッテリー仕様: 11.1V 7800mAh -40℃ 0.2C 放電容量 ≥80%防塵、耐落下性、耐腐食性、耐電磁干渉性

もっと見

2.エネルギーと航続距離

2 つの化学的性質を比較すると、リチウム イオンのエネルギー密度は 125 ～ 600+ Wh/L に達し、鉛蓄電池のエネルギー密度は 50 ～ 90 Wh/L になります。同時に。同じ時に。その結果、リチウムイオン電池を採用することで、他の重要なペイロードのためのスペースが解放されます。また、エネルギー密度が高いため、車両の航続距離がはるかに長くなります。つまり、リチウムイオン技術を搭載した場合、ユーザーは頻繁に充電する必要がありません。

3.費用

これは一般的に、誰もが注目する最前線の質問であり、「私のフリートにとって理想的な製品は何か?」を決定する決定的な理由です。よくあることですが、明確な解決策はなく、コスト効率はアプリケーションの要件に完全に依存します。鉛酸は人気のある低コストのバッテリー化学物質であり、供給の安全性をほとんど気にせず、さまざまな既製のパック サイズで大量に入手できます。鉛蓄電池は、十分なスペースと低エネルギー要件を備えた大規模な固定アプリケーションに最適です。ただし、電力や航続距離の面での価格に関しては、リチウムイオン技術がより費用対効果の高いソリューションであることがよくあります。

万能のバッテリーへのアプローチなどというものはありません。むしろ、アプリケーションの要求に最適な電気ソリューションを提供することが重要です。 Cummins は、商用車やその他のモビリティおよび固定アプリケーションの主要なエネルギー源として、適応型リチウム イオン バッテリーを製造および販売しています。

LiFePO4 バッテリーはリチウムイオンより優れていますか?

新しい技術は、リチウムイオン電池とリン酸鉄リチウム (LiFePO4) の 2 種類のリチウム電池によって駆動されます。これらのタイプのバッテリーはほぼ同じ名前を持っていますが、いくつかの類似点と相違点があります。それらは、寿命、安全メカニズム、および電荷密度の点で異なります。

1.自己放電率

バッテリが接続されていないときに充電が失われるペースは、自己放電率と呼ばれます。自己放電率が低いと、化学的安定性が向上し、充電保持が長くなるため、バッテリーにとって有益です。

リチウムイオン電池の自己放電率は、毎月約 5% です。これは、リチウム イオン バッテリーを充電し、接続を外して 1 か月間保管すると、100% から 95% になることを示しています。リン酸鉄リチウムの自己放電率は、1ヶ月あたり約3%です。これは、1 か月後にバッテリーが 100% から 97% に低下することを意味します。

2.エネルギーと航続距離

リチウムイオン電池は、あらゆる種類の電池の中で最高のエネルギー密度を持っています。これらのバッテリーのエネルギー密度は 100 ～ 265 Wh/kg です。一方、LiFePO4 バッテリーは、リチウム イオン バッテリーよりもエネルギー密度が低くなります。エネルギー密度は 90 ～ 165 Wh/kg です。

3.費用

KWh あたりのコストを計算するには、まずバッテリーの KWh 定格を決定する必要があります。通常、この数値はバッテリーに表示されませんが、簡単に判断できます。

リチウムイオン電池の電極材料としてコバルトを含めると、電池のコストが上昇します。リン酸鉄リチウム電池は、鉄やリン酸塩などのコバルトを含まない材料を使用しており、どちらも大幅に安価です。

あらゆる点で、LiFePO4 は優れた選択肢です。これらのバッテリーを使用すると、優れたパフォーマンス、優れたコストパフォーマンス、および大幅に長い寿命が得られます。エネルギー密度を考慮する場合にのみ、リチウムイオンの対応物がより注目を集めます。その結果、スマートフォン、ラップトップ、電子タバコ、その他の電子機器などの電子アプリケーションの代替品として適しています。

電子機器以外では、LiFePO4 バッテリーは他のすべてのアプリケーションで優れています。電気自動車、ソーラー パネル、キャラバン、キャンピングカー、またはその他の大容量のニーズに対応します。

LiFePO4 は鉛酸よりも速く充電されますか?

LiFePO4 バッテリの一貫した電流フェーズと定電圧フェーズは、鉛蓄電池と同じです。これらの 2 つの段階は同一であり、同じ目的を果たしますが、LiFePO4 バッテリーの利点は、再充電率が大幅に高くなり、充電時間が大幅に短縮されることです。