長寿命化の鍵となるのは、LFPバッテリー 動作電圧は 3.2 ～ 3.65 ボルトであり、NCM バッテリで通常使用される電圧よりも低くなります。リン酸鉄リチウム電池は、正極としてリン酸塩、負極としてカーボングラファイト電極を使用します。また、耐用年数が長く、熱安定性が高く、電気機械的性能も優れています。
LFPバッテリー公称電圧 3.2V で動作するため、4 つの電池を接続すると 12.8V の電池が得られます。8個の電池を接続すると25.6Vの電池が得られます。したがって、LFP ケミストリーは、さまざまな用途でディープサイクル鉛蓄電池を置き換える最適な選択肢です。これまでのところ、エネルギー密度が低いため、大型車両での使用が制限されています。なぜなら、それらははるかに安価で安全であるためです。この状況により、この技術が中国市場で採用されることになり、リン酸鉄リチウム電池の 95% が中国で製造されているのです。
グラファイト陽極と LFP 陰極を備えたバッテリーは、公称電圧 3.2 ボルト、最大電圧 3.65 ボルトで動作します。これらの電圧 (これも非常に低い) では、12000 のライフ サイクルを達成できます。ただし、グラファイト陽極と NCM (ニッケル、コバルト、酸化マンガン) または NCA (ニッケル、ニッケル、酸化アルミニウム) 陰極を備えたバッテリーは、公称電圧 3.7 ボルト、最大電圧 4.2 ボルトのより高い電圧で動作できます。このような条件下では、4000 回を超える充放電サイクルを達成することは期待できません。
動作電圧が低い場合、2 つのバッテリー電極間の液体電解質 (リチウムイオンが移動する電解質) は化学的により安定します。このパートでは、2.3V で動作する LTO バッテリと 3.2V で動作する LFP バッテリの寿命が、3.7V で動作する NCM または NCA バッテリよりも優れている理由を説明します。バッテリーの充電量が多くなり、電圧が高くなると、液体電解質がバッテリーの電極をゆっくりと腐食し始めます。そのため、現在スピネルを使用した電池は存在しません。スピネルはマンガンとアルミニウムから形成される鉱物です。陰極電圧は 5V ですが、腐食を防ぐために新しい電解液と電極コーティングの改良が必要です。
バッテリーはより低い電圧で動作し、寿命が延びるため、バッテリーを可能な限り低い SoC (充電状態または充電率) に保つ必要があるのはこのためです。
投稿日時: 2023 年 2 月 10 日