パワーバッテリーは電気自動車の心臓部とも呼ばれ、そのブランド、材質、容量、安全性能などは、電気自動車を評価する上で重要な「指標」となっています。現在、電気自動車のバッテリーコストは一般的に車両全体の30～40%を占めており、まさにコアアクセサリーと言えるでしょう。
現在、市販の電気自動車に使用されている主流のパワーバッテリーは、大きく分けて三元系リチウム電池とリン酸鉄リチウム電池の2種類に分類されます。次に、これら2種類のバッテリーの違い、長所、短所について簡単に分析してみましょう。
1. 異なる素材：
「三元リチウム」や「リン酸鉄リチウム」と呼ばれる理由は、主にパワーバッテリーの「正極材料」の化学元素に由来する。
「三元リチウム」
正極材料には、リチウム電池用の三元系正極材料であるリチウムニッケルコバルトマンガン酸塩（Li(NiCoMn)O2）が用いられています。この材料は、リチウムコバルト酸化物、リチウムニッケル酸化物、リチウムマンガン酸塩のそれぞれの利点を兼ね備え、これら3つの材料からなる三相共晶系を形成しています。三元系相乗効果により、その総合性能は、単一の複合材料よりも優れています。
「リン酸鉄リチウム」
リン酸鉄リチウムを正極材として用いるリチウムイオン電池を指します。その特徴は、コバルトなどの貴金属元素を含まないこと、原材料価格が安いこと、リンと鉄の資源が地球上に豊富に存在するため供給問題がないことです。
まとめ
三元系リチウム材料は希少であり、電気自動車の急速な発展に伴い需要が増加している。価格は高く、上流の原材料によって供給が大きく制限されている。これが現在の三元系リチウムの特徴である。
リン酸鉄リチウム電池は、希少金属や貴金属の比率が低く、主に安価で豊富な鉄を原料としているため、三元系リチウム電池よりも安価であり、上流の原材料の影響を受けにくいという特徴があります。
2. 異なるエネルギー密度：
「三元系リチウム電池」：より多くの活性金属元素を使用しているため、主流の三元系リチウム電池のエネルギー密度は一般的に（140wh/kg～160wh/kg）であり、ニッケル比率の高い三元系電池（160wh/kg）よりも低い。～重量エネルギー密度は180Wh/kgに達するものもある。
「リン酸鉄リチウム」：エネルギー密度は一般的に90～110W/kgですが、ブレード電池などの革新的なリン酸鉄リチウム電池の中には、120W/kg～140W/kgのエネルギー密度を持つものもあります。
まとめ
「三元系リチウム電池」が「リン酸鉄リチウム電池」よりも優れている最大の利点は、エネルギー密度が高く、充電速度が速いことである。
3. さまざまな温度適応性：
低温耐性：
三元系リチウム電池：三元系リチウム電池は低温性能に優れており、-20℃でも通常の電池容量の約70～80％を維持できます。°C.
リン酸鉄リチウム：低温耐性なし：温度が-10℃以下になると°C,
リン酸鉄リチウム電池は非常に急速に劣化します。リン酸鉄リチウム電池は、-20℃では通常の電池容量の約50～60%しか維持できません。°C.
まとめ
「三元系リチウム電池」と「リン酸鉄リチウム電池」では、温度適応性に大きな違いがあります。「リン酸鉄リチウム電池」は高温に強く、低温に強い「三元系リチウム電池」は寒冷地や冬季において電池寿命が長くなります。
4. 寿命の違い：
残存容量／初期容量＝80％をテストの終点として使用する場合、以下をテストします。
リン酸鉄リチウム電池パックは、鉛蓄電池や三元系リチウム電池よりもサイクル寿命が長い。車載用鉛蓄電池の「最長寿命」は約300回に過ぎず、三元系リチウム電池は理論上は最大2,000回まで使用可能だが、実際の使用では約1,000回後には容量が60%まで低下する。一方、リン酸鉄リチウム電池の実寿命は2,000回で、この時点でも容量は95%を維持しており、概念上のサイクル寿命は3,000回以上に達する。
まとめ
パワーバッテリーは、バッテリー技術の頂点と言えるでしょう。リチウム電池はどちらのタイプも比較的耐久性に優れています。理論上、三元系リチウム電池の寿命は2,000回の充放電サイクルです。たとえ1日1回の充電でも、5年以上使用できます。
5. 価格が異なる：
リン酸鉄リチウム電池は貴金属材料を含まないため、原材料費を非常に低く抑えることができます。一方、三元系リチウム電池は正極材料としてニッケルコバルトマンガン酸リチウム、負極材料としてグラファイトを使用するため、リン酸鉄リチウム電池よりもコストがはるかに高くなります。
三元系リチウム電池は、主に「リチウムニッケルコバルトマンガン酸塩」または「リチウムニッケルコバルトアルミン酸塩」の三元系正極材料を正極として使用し、原料としては主にニッケル塩、コバルト塩、マンガン塩を使用します。これら2つの正極材料に含まれる「コバルト元素」は貴金属です。関連ウェブサイトのデータによると、コバルト金属の国内参考価格は413,000元/トンで、材料の減少に伴い価格は上昇し続けています。現在、三元系リチウム電池のコストは0.85～1元/whで、市場の需要に応じて上昇傾向にあります。貴金属元素を含まないリン酸鉄リチウム電池のコストはわずか0.58～0.6元/whです。
まとめ
「リン酸鉄リチウム」はコバルトなどの貴金属を含まないため、価格は三元系リチウム電池のわずか0.5～0.7倍程度であり、低価格であることがリン酸鉄リチウムの大きな利点である。
要約する
近年、電気自動車が急速に普及し、自動車開発の将来の方向性を示し、消費者にますます優れた体験を提供している理由は、主にパワーバッテリー技術の継続的な発展によるものである。
投稿日時：2023年10月28日
