リチウムイオン vs. リチウム鉄: 違いと利点
組み込みコンポーネントを動作させるために電源を使用する場合、新しいバッテリーを挿入するのは必ずしも簡単ではありません. かなりの量のエネルギーを蓄えることができるバッテリー, 持ち運びや移動に十分な軽さがある, ユーザーにとって安全であることは、スマートフォンなどの新しいテクノロジーに必要です, 電気自動車, およびポータブル電動工具. これらすべての利点は、モバイル機器用のリチウム電池によって提供されます, 自動車, 医療機器, そしてグリッドエネルギー貯蔵さえも.
リチウムイオンおよびリチウム鉄の結合化学
C レートは、バッテリーの充電と放電の速度を制御します. バッテリーの容量を 1C と表現するのが一般的です, これは、1Ah 定格の完全に充電されたバッテリーは 1 時間で 1A を供給できるはずであることを示唆しています。. 同じバッテリーは、0.5C の放電で 2 時間 500mA を供給する必要があります。, と2Cの 30 2℃の放電で数分.
リチウムイオン
リチウムイオン電池 両方ともグラファイトアノードを含むため、リチウムマンガン酸化物またはリチウムコバルト二酸化物のカソードを使用できます。. 公称電圧は 3.6V、比エネルギーは 150 ～ 200 ワット時/キログラムです。. 充電量が増えるとバッテリーに重大な損傷が生じる可能性があります, したがって、充電速度は 0.7C ～ 1.0C に制限されます。. 1Cはリチウムイオンの放電率です.
リン酸鉄リチウム (LiFePO4)
リン酸鉄リチウムではグラファイトがアノードとして機能し、リン酸鉄がカソードとして機能します。. 3.20V または 3.30V の公称電圧を備え、 90/120 キログラムあたりの比エネルギーのワット時. リン酸鉄リチウムの充電率は 1C、放電率は 1C ～ 25C です。.
エネルギーレベルの変化は何ですか?
リチウムイオンとリン酸鉄リチウムのエネルギー含有量は大きく異なります. リン酸鉄リチウムとの比較, エネルギー密度は 90 ～ 120 Wh/kg です。, リチウムイオンは 150 ～ 200 Wh/kg 大きい. したがって, リチウムイオンは通常、大量の電力を消費し、バッテリーが急速に消耗する電子機器に好まれる材料です。.
しかし, リチウムイオンと比べて, リン酸鉄リチウムは放電率が高い. リン酸鉄リチウム電池は、25℃以上の温度で優れた電圧放電を生成します。. 容量が減っても, リン酸鉄リチウム電池は、放電率によって大きな損傷を受けることはありません。.
ライフサイクルの変化
劣化が少ない, これらのバッテリーは極端な温度に耐えることができます. 彼らは長生きです, 組み込みシステムや再充電せずに長時間実行されるアプリケーションに適しています。.
リチウムイオンのエネルギー密度が高いほど不安定になる, 特に動作温度が高い状況では. その寿命は以下のとおりです。 500 に 1,000 コンポーネントが動作してからのサイクル’ または電子機器’ 動作温度が悪影響を与える可能性があります.
長期保管のメリット
未使用のバッテリーには、長期間にわたって充電が失われない化学薬品を選択することが重要です. その代わり, バッテリーは充電しても、1 年以上使用したときとほぼ同じように動作するはずです. 長期保管用, リチウムイオンとリン酸鉄リチウムはどちらも優れた選択肢です. 賞味期限は350日なので、, リン酸鉄リチウムは長期間保存可能. リチウムイオン電池の保存寿命は300日です.
リン酸鉄リチウムの安全性の利点
さまざまな業界のメーカーが、安全性が重要な用途にリン酸鉄リチウムを利用しています。. リン酸鉄リチウムは熱的および化学的安定性に優れています。. より暑い気温でも, このバッテリーは低温を保ちます. 急速充放電時や短絡問題が発生した場合の誤った取り扱いも発火の原因となります。. リン酸塩正極は過充電または過熱しても燃焼または爆発せず、バッテリーは低温に保たれるため、, リン酸鉄リチウムは多くの場合、熱暴走を起こしません。.
リチウムイオン化学, しかし, リン酸鉄リチウムと同じ安全上の利点はありません. エネルギー密度が高いため、バッテリーが不安定になるという欠点があります。. リチウムイオン電池は熱暴走を起こす可能性があります, そのため、充電中にすぐに暖かくなります.
安全性の観点から、使用または故障後のバッテリーの最終的な廃棄は、リン酸鉄リチウムのもう 1 つの利点です。. リチウムイオン電池に使用される二酸化コバルトリチウムの化学物質は、目や皮膚にアレルギー反応を引き起こす可能性があるため、危険な化学物質とみなされています。. 摂取時, 重大な医学的問題を引き起こす可能性があります. 結果として, リチウムイオン電池には独自の廃棄上の考慮事項が必要. しかし, リン酸鉄リチウムは無害であるため、メーカーはより簡単に廃棄できます。.
リチウムイオンおよびリン酸鉄リチウムの用途
リン酸鉄リチウムは、寿命と安全性は必要だがエネルギー密度はそれほど高くない電子機器や機械に好まれます。. 自動車に使用される電気モーター, 医療機器, より高い周囲温度が存在する軍事用途. リン酸鉄リチウムは、バッテリーがリチウムイオンよりも少し大きくて厚いため、より定置的な用途に適しています。, たとえそれがいくつかのポータブルテクノロジーで使用できるとしても.
追加の重量により, リン酸鉄リチウムは、携帯性が重要な状況では最良の選択肢ではない可能性があります. 携帯電話にはリチウムイオン電池が採用されている, ラップトップ, およびタブレットコンピュータ.
メーカーは、携帯性だけを基準にして最適なエネルギー源を選択する必要はありません, 安全性, とエネルギー密度, ただし、電子機器の製造と最終的な廃棄の両方に関連するコストも考慮に入れてください。. より安価なバッテリーオプションとして, リン酸鉄リチウムはメーカーで頻繁に使用されています. より安全なリン酸鉄化学の方が製造コストが少なくて済むため, バッテリーは安価です.
今すぐシェアする
関連記事
