リン酸鉄リチウム電池

鉄とリン酸塩は地殻に非常に多く存在します。LFPにはニッケル^{[ 18 ]}もコバルトも含まれていません。どちらも供給が限られており高価です。リチウムと同様に、コバルトの使用に関して人権^{[ 19 ]}と環境^{[ 20 ]}の懸念が提起されています。ニッケルの抽出に関しても環境の懸念が提起されています。^{[ 21 ]}

エネルギー省が2020年に発表した報告書では、LFPとNMCで構築された大規模エネルギー貯蔵システムのコストを比較しています。LFP電池の1kWhあたりの価格はNMC電池よりも約6%低く、LFPセルは67%長く（つまり、より多くのサイクル）持つと予測されています。セルの特性の違いにより、貯蔵システムの他のコンポーネントのコストはLFPの方が若干高くなりますが、全体としては1kWhあたりのコストはNMCよりも低くなっています。^{[ 22 ]}

2020年には、報告されたLFPセルの最低価格は80ドル/kWh（12.5  Wh/ドル）で、平均価格は137ドル/kWhでした^{[ 23 ]。}一方、2023年には平均価格は100ドル/kWhまで下がりました^{[ 24 ]} 。 2024年初頭には、VDAサイズのLFPセルが0.5人民元/Wh（70ドル/kWh）未満で入手可能になりましたが、中国の自動車メーカーLeapmotorは、LFPセルを0.4人民元/Wh（56ドル/kWh）で購入しており、0.32人民元/Wh（ 44ドル/kWh）まで下がる可能性があると述べています^{[ 25 ]} 。 2024年半ばには、組み立て済みのLFPバッテリーが米国で約115ドル/kWhで消費者に提供されました^{[ 26 ] 。}

LFP化学は、他のリチウムイオン化学よりもかなり長いサイクル寿命を提供します。ほとんどの条件下では3,000サイクル以上をサポートし、最適な条件下では10,000サイクル以上をサポートします。NMCバッテリーは、条件に応じて約1,000～2,300サイクルをサポートします。^{[ 7 ]}

LFPセルは、コバルト（ LiCoO₂）などのリチウムイオン電池の化学組成に比べて容量損失率が低い（つまり、カレンダー寿命が長い）という特徴がある。₂ ) マンガンスピネル (LiMn₂ O₄）、リチウムイオンポリマー電池（LiPo電池）またはリチウムイオン電池。 ^{[ 27 ] [ 28 ]}

公称 出力が 3.2 V であるため、4 つのセルを直列に接続して公称 12.8  V を得ることができます。これは、6 セル鉛蓄電池の公称電圧に近い値です。LFP 電池の優れた安全特性と相まって、充電システムが過度の充電電圧 (充電中にセルあたり 3.6 ボルト DC を超える)、温度に基づく電圧補償、均等化の試み、または連続トリクル充電によって LFP セルを損傷しないように調整されていれば、自動車や太陽光発電などの用途で LFP 電池の優れた代替品となる可能性があります。パックを組み立てる前に、LFP セルは少なくとも最初にバランスを取る必要があり、また、LiFePO 4 が FePO 4 に不可逆的に脱挿入されるため、ほとんどの場合、2.5 V 未満の電圧でセルが放電すると深刻な損傷が発生するため、保護システムを実装する_必要が あり_ます。^{[ 29 ]}

LiFePOの重要な利点の1つ他のリチウムイオン電池化学系_{と比較した場合、 4 は熱的および化学的安定性であり、これが電池の安全性の向上に貢献している。} ^{[ 30 ] [ 20 ] [ 31 ]}特に、リチウムコバルト酸化物（LiCoO₂）などの層状酸化物正極材料と比較した場合。₂ ) およびNMC は加熱時に酸素を放出するが、 ^{[ 32 ] [ 33 ]} LFP は一般的に分解温度が高い。 ^{[ 34 ] [ 35 ]}

LFP電池には重要な安全特性があります。安定した活性状態では、通常の周囲空気にさらされても化学組成が燃焼せず、発火しにくく、全体的に優れた熱的および化学的安定性を備えた不燃性物質とみなされています。しかしながら、残念ながら、LFP電池も過充電、非常に高い温度、または壊滅的な物理的損傷など、他の多くの種類の電池と同様に、極端な条件下では発火する可能性があります。

2008年時点の新型LFP電池のエネルギー密度（エネルギー/体積）は、新型LiCoO電池のエネルギー密度よりも約14%低かった。₂バッテリー。 ^{[ 36 ]}放電率はバッテリー容量の割合であるため、低電流バッテリーを使用する必要がある場合は、より大きなバッテリー（より多くのアンペア時）を使用することで、より高いレートを達成できます。

LFP電池は、コスト、安​​全性、サイクル寿命の点で優れているため、定置型蓄電システムで広く使用されています。2025年には、LFP電池が定置型蓄電市場の約85%のシェアを占めていました。^{[ 37 ]}静止用途では、他のリチウムイオン電池と比較してLFPのエネルギー密度が低いことは、それほど大きな欠点ではありません。

LFP電池は、コスト、熱安定性、長寿命のため、多くの電気自動車で使用されています。しかし、ハイエンド車両では、より高い性能のため、通常NMC化学が使用されています。2025年には、乗用車および軽自動車におけるLFP電池のGWh市場シェアは、中国で79%、ヨーロッパで13%、北米で5%、その他の地域で57%でした。^{[ 38 ]}

2022年9月時点で、LFP電池はEV電池市場の31%のシェアを占めていた。そのシェアのうち、68%はテスラとBYDの2社によって展開されていた。^{[ 39 ]}

電子タバコの中には、これらのタイプの電池を使用しているものもあります。その他の用途としては、船舶用電気システム^{[ 44 ]}や推進装置、懐中電灯、ラジコン模型、携帯型モーター駆動機器、アマチュア無線機器、産業用センサーシステム^{[ 45 ]}、非常用照明^{[ 46 ]}などがあります。