「リン酸鉄リチウムだから長もちします」は本当？｜米国の研究所の比較試験で見る、電池の種類と寿命。ただし製品の寿命は種類だけでは決まらない

「この蓄電池はリン酸鉄リチウムなので、ほかの電池より長もちします」。見積もりの説明で、電池の種類が出てくることがあります。聞き慣れない言葉ですが、本当に違いはあるのでしょうか。

電池の種類ごとの寿命を、同じ条件で比べた研究があります。その結果と、研究から言えること・言えないことを分けて見ていきます。

家庭用蓄電池でよく聞く電池の種類

どれもリチウムイオン電池の仲間で、電気をためる正極の材料が違います。カタログや仕様書の「電池の種類」の欄に書かれていることが多いです（蓄電池のしくみの記事）。

米国の研究所が、3種類を同じ条件で比べた

米国のサンディア国立研究所は、市販の3種類の電池（小さな円筒形のセル）を、温度（15・25・35℃）、充電・放電の幅、放電の速さを変えて、くり返し充電・放電しました。容量が80%に下がるまでの回数は、次のとおりでした。

Preger ほか（2020年、Journal of the Electrochemical Society）。回数は、満充電から空までを1回とした数え方（等価サイクル）で、条件によって幅があります。リン酸鉄リチウムの一部は、途中までの結果からの推定です。バーは上の端の回数です。下の端は、リン酸鉄リチウム2,500回、三元系200回、NCA250回でした。

論文は、調べた条件では、リン酸鉄リチウムのサイクル寿命がかなり長かったとまとめています。200回の時点でも、リン酸鉄リチウムはNCAより平均7%、三元系より9%多く容量を保っていました。

使い方でも寿命は変わる

同じ論文によります。温度の比較は、15〜35℃の範囲で、放電の速さなどの条件を決めて行われたものです。

リン酸鉄リチウムでも、暑い場所では劣化が速くなる結果でした。置き場所の温度も、寿命に関わります。

研究から言えないこと

• 試験に使ったのは、小さな円筒形のセル（各種類1つの型番）です。家庭用蓄電池の製品は、たくさんのセルを組み合わせ、温度や充電の範囲を制御しています
• 同じ種類の電池でも、メーカーやセルの設計で寿命は違います
• 家庭用蓄電池は、ふつう1日1回ほどの充電・放電です。1日1回なら、1年で約365回、15年で約5,500回です
• 安全性や寒さへの強さは、この研究の比較の対象ではありません

つまり、「リン酸鉄リチウムは長もちしやすい」という傾向は研究で示されていますが、「リン酸鉄だから、この製品は何年もつ」とまでは言えません。製品の寿命は、製品のサイクル数の表示と、メーカーの容量保証で確かめるのが確かです。

見積もりで確かめること

• 電池の種類（リン酸鉄リチウムか、三元系か）は、仕様書のどこに書いてあるか
• サイクル数の表示は何回か。そのとき、どんな条件（充電の幅・温度）で数えているか
• 容量保証は何年で、何%まで保証するか（保証の確認ポイント）
• 置き場所の温度が、設置説明書の条件に合っているか。夏に高温になる場所ではないか
• 国の資料は、家庭用蓄電池の寿命を「15年で容量60%」と想定している（寿命の記事）

電池の種類は、蓄電池を選ぶ材料の1つです。ただ、種類が同じでも価格は会社によって大きく違います。種類で比べたあとは、同じ容量で価格を比べましょう。