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<ポスト鉛蓄電池の大本命⁈> 鉄系リチウムイオン電池とは

皆さん、「リン酸鉄リチウム電池」って耳にしたことありますでしょうか?実はこの鉄を使った二次電池が車業界で大注目なのです。


繰り返し充放電ができる電池のことを、正式には「二次電池」または「蓄電池」といいますが、ノートパソコンや携帯電話、デジタルカメラなどの普及により、私達にとって身近なものになっていますね。災害の多い我が国においては、もしもの時の電力源として蓄電池に電気を蓄えておくことは必須ともいえますし、また太陽光発電と組み合わせた家庭用電力の蓄電にも使われ、暮らしの重要な位置を占めるようになっています。


車のバッテリーといえばあの重い鉛蓄電池だったのですが、実はいま二次電池の変革期にあたり、エネルギー効率の高いリン酸鉄リチウム電池が、EV車(電気自動車)の普及に伴って台頭してきております。


今回は、歴史に沿って蓄電池の種類をご紹介するとともに、軽量化や効率化が可能な、従来の電池の置き換え事例をご紹介したいと思います。


目次[非表示]

  1. 1. 蓄電池の歴史「性能と環境負荷」
    1. 1.1.鉛蓄電池
    2. 1.2.ニカド電池・ニッケル電池
    3. 1.3.リチウムイオン電池
  2. 2.リチウムイオン電池のホープ「リン酸鉄リチウム電池」とは?
  3. 3.鉄系リチウムイオンバッテリーFECORAGEの特徴は?
    1. 3.1.高い重量エネルギー密度
    2. 3.2.高い安全性
    3. 3.3.ハイレート充放電能力
    4. 3.4.幅広い温度環境
    5. 3.5.長寿命
    6. 3.6.置き換えが安価
  4. 4.その他置換えのおすすめ

 蓄電池の歴史「性能と環境負荷」

蓄電池は、使う素材によって「鉛蓄電池」「ニッカド電池」「ニッケル水素電池」「リチウムイオン電池」などに分けられます。

まずは簡単に蓄電池の歴史を追って、それぞれの特徴を見ていきましょう。

鉛蓄電池

鉛蓄電池は歴史が最も古く、電極に鉛を使用しています。使用頻度に比例して徐々に性能が低下していく為寿命が短い点、大型で重いという点などの短所がありますが、価格が比較的安いことから、今でも自動車のバッテリー・産業用蓄電池・フォークリフトの主電源等に広く使われています。

しかし、今は蓄電池規程を優先するという方針でRoHS指令を免れているものの、今後近い将来、規制対象になるのは時間の問題ではないかと考えられています。


ニカド電池・ニッケル電池

鉛蓄電池の発明から40年後「ニカド蓄電池(ニッケル・カドミウム蓄電池)」が発明されました。内部抵抗が小さいため大電流の放電が可能であり、モーターなどに向いている反面、自然放電が大きいので消費電力が小さく長時間稼働を前提とした時計などの機器には不向きです。

そして、使用しているカドミウムが環境汚染の原因となる有害物質であり、廃棄時の環境への影響が問題視され使われなくなりました。

その環境問題に対処すべく現れたのが「ニッケル水素電池」です。ニカド蓄電池と比較して蓄電容量が多く、有害物質を含まないためニカド蓄電池よりも広く普及することになりましたが、ニカド蓄電池と同じく自然放電が大きく使わなくても電気容量が減ってしまう点と、メモリー効果(電池を使い切らずに充放電を繰り返すと起こる、放電中の一時的な電圧降下のこと)で、電圧が下がりやすい等の短所があげられます。


リチウムイオン電池

現在の蓄電池・充電池の主流はリチウムイオン電池です。蓄電池の中でもエネルギー密度が⾼いので小型化が可能なことに加えて、寿命が比較的⻑いことが特徴です。これまで、鉛蓄電池に比べると価格が高いことが懸念点でしたが、普及が進むにつれ、以前よりもかなり安く入手できるようになってきています。

安全面、サイズ、寿命のバランスが最も良いリチウムイオン電池は、家庭用蓄電池や、さまざまな電子機器・電気機器に使用されており、1兆円を超える市場規模を形成するに至っています。


リチウムイオン電池のホープ「リン酸鉄リチウム電池」とは?

リチウムイオン電池の中でも、最も注目されているのが、米Tesla(テスラ)も

内製する「リン酸鉄リチウム電池」です。従来のリチウム電池は希少なコバルトやニッケルを使用していますが、代わりに鉄を使用するため、製造コストも低く抑える事が可能で、コストを半減させているのです。爆発や発火の危険性も低く、安全性も確保しています。

同社は2030年には3TWhもの生産能力を自社で抱える計画で、年間2,000万台のEVを製造できる体制の構築を目指しています。


欧州ではRoHS指令によって、鉛など6種類の物質が有害物質と指定され、使用が規制されています。現状、電池に関しては適用外となっておりますが、将来的に規制対象になる可能性が高いのと、2021年に改定予定の使用済み車両に関する環境規制「ELV指令(End of Life Vehicles Directive)」で2022年1月から新型車を対象に鉛蓄電池が搭載できなくなる可能性があることから、車業界では鉛蓄電池からリチウムイオン電池への置き換えが、急速に進んでいるのです。




鉄系リチウムイオンバッテリーFECORAGEの特徴は?

そこで今回ご紹介するのは、鉄系リチウムイオン電池FECORAGE(フェコレージ)です。鉄(FE)+環境保護(ECO)+収納(STORAGE)を意味し、厳選した『鉄系リチウムイオン⼆次電池』を採⽤した ⾼い安全性かつ⾼性能なバッテリーのブランドです。


高い重量エネルギー密度

鉄系リチウムイオン電池の重量エネルギー密度148Wh/kgは鉛蓄電池の40Wh/kgの3倍以上。 すなわち、鉛蓄電池の半分 以下程度の重量で同等以上の電気量を供給できます。


高い安全性

 短絡(ショート)を起因とした熱暴⾛による発⽕の恐れがないこと も「鉄系リチウムイオン電池」の誇る安全性能です。また、鉛蓄電 池のように充電時に⽔素ガスが発⽣することもありません。


ハイレート充放電能力

ハイレート充放電ができるので、瞬間的にパワーが必要な場⾯で充電時間の短縮が可能です。


幅広い温度環境

-20℃ 〜 +60℃ は他のリチウムイオン電池にない幅広い範囲です。


長寿命

充放電サイクルが2,000回以上でも80%の電気容量以上を 維持します。(サイクル回数は使⽤環境により変動)



置き換えが安価

他のリチウムイオン電池の電圧はズレが ⼤きいため、システムの再設計が発⽣することもありますが、鉄系リチウムイオン電池は、鉛蓄電池の充放電電圧範囲に近く 、置き換えを安価に行う事ができます。



その他置換えのおすすめ

AGV ( Automated Guided Vehicle )は、⼯場や 倉庫などで利⽤される⾃動搬送⾞ですが、昨今は無線LANやAIの活⽤で、よりフレキシブルかつ有機的に運⽤されています。 24時間365⽇フルで使⽤されることも多く、⾮常に過酷な使用条件になるのですが、鉛蓄電池での運⽤では多くの問題点がありました。それらの問題点をすべてカバーしてくれるのが鉄系リチウムイオンバッテリーです。これまでに1,500台ものAGVに対し納入実績があります。



また鉛蓄電池と比べ、重量は半分以下、期待寿命は倍以上であることから、照明・電気機器給電、防災⽤予備電源、施設のバックアップ電源、太陽光蓄電・⾃動給電用等あらゆる分野での置き換えが可能です。

更に-20℃〜65℃までの温度に対応できるので、過酷な屋外環境での使用にも適しています。





如何でしたでしょうか?

この機会に、鉛蓄電池から

鉄系リチウムイオン電池への置換えを

検討してみませんか?


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YOKO NOTO

YOKO NOTO

内外テック販売促進課6年目の能登です。趣味はカポエイラ、肉体改造等。 16年度から、弊社でもそろそろプル型営業しなくては!!!とリスティング広告、コンテンツマーケティングなどはじめています。手探り状態ではありますが、是非とも潜在顧客の皆様とつながるきっかけになりたいと思って頑張ります。

内外テックグループは、内外テックの商社部門と、連結子会社内外エレクトロニクスの製造部門を合体し、製販一体を実践しております。お客様が複数の企業に発注されていた製品、部品加工、装置組み立て、保守・修理依頼などが内外テックグループ一社で対応可能になります。

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