三元系リチウムイオン電池とは？リン酸鉄リチウムイオン電池との違いは？

2024年10月14日 2024年10月14日

masy

近年、電子機器や電動車の普及に伴い、電池技術の進化が求められています。

中でも、三元系リチウムイオン電池とリン酸鉄リチウムイオン電池は、その先進的な特性で注目を集めています。

しかし、これらの電池はどのように異なるのでしょうか？
そして、それぞれのメリットやデメリットは何でしょうか？

この記事では、三元系リチウムイオン電池の基本的な特性から、リン酸鉄リチウムイオン電池との違いについて詳しく解説します。

電池選びの参考に、また最新の技術動向を知るための情報として、ぜひご活用ください

目　次　ーお好きなところからお読み下さいー

三元系リチウムイオン電池とは？

三元系リチウムイオン電池は、正極材料としてリチウムと3つの遷移金属（主にニッケル、コバルト、マンガン）を含む酸化物を使用するリチウムイオン電池の一種です。
このため、三元系（ternary）と呼ばれます。

三元系リチウムイオン電池のメリット

1.高いエネルギー密度

三元系リチウムイオン電池は高いエネルギー密度を持っており、これにより、同じ重量や容積の電池でより多くのエネルギーを蓄えることができます。

この特性は、スマートフォンやノートパソコンなどのポータブルデバイスに特に適しています。

2.高い放電電圧

三元系リチウムイオン電池は、一般的に高い放電電圧を持っています。

これにより、一定のエネルギー出力が必要な用途に適しています。

3.軽量化と小型化

高いエネルギー密度のため、同じ容量の電池をより小さく、軽くすることができます。

これは、軽量化や小型化が求められる電子機器や電動車にとって大きな利点となります。

4.広範な応用範囲

三元系リチウムイオン電池の性能特性は、電動車、航空機、高性能電子機器など、多岐にわたる用途に適しています。

5.高い出力性能

三元系リチウムイオン電池は、高い出力を持っており、急速充電や高出力が必要な用途に適しています。

これらのメリットを考慮すると、三元系リチウムイオン電池は多くの電子機器や輸送機器において、高い性能と効率を提供することができます。ただし、使用状況や要件に応じて、適切な電池タイプを選択することが重要です。

三元系リチウムイオン電池のデメリット

1.コストが高い

原材料のコスト：
三元系リチウムイオン電池の正極材料には、高価な金属であるコバルトが含まれています。

コバルトの価格は高く、また価格の変動が大きいため、原材料のコストが高くなります。

市場の需給状況：
コバルトの供給不足や価格上昇が続く場合、三元系リチウムイオン電池のコストはさらに上昇する可能性があります。

技術的な課題：
三元系リチウムイオン電池の製造プロセスは、リン酸鉄リチウムイオン電池と比較して、技術的な課題がある場合があります。
これもコストを上昇させる要因となり得ます。

2.安全性

三元系リチウムイオン電池の安全性は、製造技術や設計、使用状況によって異なります。

適切な保護回路や設計が施されていれば、安全に使用することができます。

ただし、リン酸鉄リチウムイオン電池と比較すると、熱暴走のリスクは高くなる傾向があります。

三元系リチウムイオン電池とリン酸鉄リチウムイオン電池の比較

三元系リチウムイオン電池の優れている点

1.エネルギー密度：
三元系リチウムイオン電池は、リン酸鉄リチウムイオン電池よりも高いエネルギー密度を持っています。
これにより、同じ重量や容積の電池でより多くのエネルギーを蓄えることができます。

2.放電電圧：
一般的に、三元系リチウムイオン電池の放電電圧はリン酸鉄リチウムイオン電池よりも高いです。

3.応用範囲：
高エネルギー密度と放電電圧のため、スマートフォン、ノートパソコン、電動車などの多くの電子機器や輸送機器に適しています。

三元系リチウムイオン電池の劣っている点

1.安全性：
三元系リチウムイオン電池は、リン酸鉄リチウムイオン電池と比較して、熱暴走のリスクが高い場合があります。特に、過充電や物理的なダメージがあった場合のリスクが考慮される必要があります。
2.寿命：
リン酸鉄リチウムイオン電池は、一般的に三元系リチウムイオン電池よりもサイクル寿命が長いとされています。
3.コスト：
三元系リチウムイオン電池の正極材料には、高価な金属であるコバルトが含まれているため、コストが高くなる傾向があります。