Lifepo4 バッテリー VS 鉛酸 - ニーズに合わせて最適なものを選択

市場に出回っているさまざまなバッテリーに圧倒され、どれが自分に適しているかわからないと感じていませんか?私たちは助けるためにここにいます。最も一般的な 2 つのバッテリー オプションを比較してみましょう: LiFePO4 バッテリーと鉛蓄電池です。

このブログ投稿では、これら 2 種類のバッテリーの主な違い、長所、短所を強調し、どちらのオプションがニーズに最も適しているかを十分な情報に基づいて決定できるようにします。

最後に、目標が高性能電気自動車の最大出力であろうと、信頼性の向上であろうと、 安全性 オフグリッド システムに太陽エネルギーを蓄えるために、それぞれのタイプがこれらの要件を満たすのに適している理由についての洞察を提供します。

 

Lifepo4 バッテリーとは何ですか?

の lifepo4 バッテリー リチウムイオン電池の一種で、充電式電池の範疇に属します。陰極材料としてリン酸塩で作られているため、lifepo4 は非常に安全で信じられないほど安定しています。 

の進歩により lifepo4 テクノロジー、lifepo4 バッテリー 従来のリチウムイオン電池に比べてエネルギー密度が高く、安全性も高く、寿命も長いことから、ますます人気が高まっています。

電極の動作、動作温度の上昇、フォームファクタの薄さなどにより理想的な特性が得られ、低温電圧安定性が向上し、電力適用能力が向上し、自己放電率が低下し、環境への配慮も少なくなります。 lifepo4 バッテリー 今後もさまざまなアプリケーションに信頼性の高いパフォーマンスを提供し続けることが期待されます。

 

鉛蓄電池とは

鉛蓄電池は、電極が主に鉛とその酸化物でできている電池で、電解液は硫酸溶液です。

その動作原理は、鉛バッテリーのアノード (PbO2) とカソード (Pb) が電解質 (希硫酸) に浸され、2 つの極の間に 2V の電力が生成されることです。
放電の化学変化は、希硫酸が陰極板と陽極板の活性物質と反応して、新しい化合物「硫酸鉛」を生成することです。硫酸成分は放電により電解液から放出され、放電時間が長いほど硫酸濃度が薄くなります。

フランスのプラントは 1859 年に鉛蓄電池を発明し、150 年近くの開発を経験してきました。技術の発展に伴い、鉛蓄電池は、アプリケーションでさまざまなタイプのディープサイクル電池に徐々に拡大しています。

浸水した鉛酸

鉛蓄電池の電解液中の硫酸は、電池の充放電反応プロセスに直接関与します。従来の鉛蓄電池では、プレート、セパレータ、およびその他の固体アセンブリ部品を取り外した後のバッテリータンク内の残りのスペースは、硫酸電解液で完全に満たされ、電解液は余剰です。 

過剰な状態なので、「浸水した」バッテリーと呼ばれ、バッテリープレートは硫酸電解液に完全に浸されます。

浸水したバッテリーの上部にカバーがあり、換気して液体の飛散を防ぐことができます（ただし、液体の漏れを完全に防ぐことはできません）。使用中は水分の蒸発や分解によるロスがあるため、定期的に蓋を開けて蒸留水を足し、電解調整を行う必要があります。液密度が高いため、通例「開放型」電池と呼ばれています。

あ利点: 

• 安い。

密閉型鉛酸 - AGM バッテリー

の AGMバッテリー 電解液には純硫酸水溶液を使用し、密度は1.29～1.3lg/cm3です。その大部分はガラス繊維膜に存在しますが、電解質の一部はプレートの内部に吸収されます。 

正極から析出した酸素が負極に抜ける経路を確保するためには、隔膜の細孔の10%を電解液で塞がないようにする、つまり希薄液設計にする必要があります。

利点:

• の サイクル充電容量は鉛カルシウム電池の3倍で、寿命も長い。.
• ライフ サイクル全体で静電容量の安定性が向上します。
• 低温性能はより信頼性があります。
• 事故のリスクを減らし、環境汚染のリスクを減らします（酸は100%密封されているため）
• メンテナンスは非常に簡単で、深い放電を減らします。

密閉型鉛酸 - GEL バッテリー

コロイド密封 鉛蓄電池（GEL型電池とも呼ばれる）は、電解質がシリカゾルと硫酸でできており、硫酸溶液の濃度はAGM型電池よりも低い。通常1.26～1.28g/cm3です。電解液量はAGMバッテリーより20%多く、液式バッテリーと同等です。 

この電解液はコロイド状態で存在し、セパレータや正極と負極の間に充填されています。硫酸電解液はゲルで囲まれており、バッテリーから流れ出ることはありません。

利点:

• GELバッテリーは、電解質ゲルの後に遊離電解質がなく、酸漏れの可能性は以前のバッテリーよりもはるかに小さくなっています。
• その灌流量は希硫酸よりも 10-15% 大きく、水分の損失が少ないため、水分の損失によってコロイド電池が故障することはありません。
• コロイドの注入はセパレーターの強度を高め、プレートを保護し、酸に遭遇したときにセパレーターが収縮するという欠点を補うため、アセンブリ圧力が大幅に低下せず、これがバッテリーを拡張する理由の1つです人生。
• コロイド セパレータと極板の隙間を埋め、電池の内部抵抗を下げ、充電受入れ性を向上させることができます。したがって、ゲル電池の過放電、回復能力、および低温充放電性能は、AGM 電池よりも優れています。
• ゲル電池の一貫性は、同様の AGM 電池よりもはるかに優れています。

Lifepo4 バッテリー VS 鉛蓄電池

1997年に最初のリチウムイオン電池として開発されたlifepo4電池は、現在では 交換する 150年の技術開発の歴史を持つ鉛蓄電池。本当にその名にふさわしいものなのでしょうか？その長所と短所を次の側面から分析します。

寿命

バッテリーの寿命は、主に充電と放電のサイクル数に関係しています。

の lifepo4 バッテリーのサイクル寿命 通常、鉛蓄電池のサイクル寿命は 300 ～ 800 回で、リン酸鉄リチウム電池の 1/10 です。 1 日 1 サイクルの場合、lifepo4 は最大 13 年持続しますが、鉛蓄電池は 2 ～ 3 年しか持続しません。

比較する 結果： Lifepo4 バッテリー > 鉛蓄電池

 

重さ

リン酸鉄リチウム電池（LiFePO4）は鉛蓄電池よりも大幅に軽量です。通常、 ライフポ4 バッテリーの重量は鉛蓄電池の1/3に過ぎないため、携帯機器やポータブル電源などの軽量化が求められる小型電子機器などの用途に適しています。鉛蓄電池は通常、ゴルフカート、ボート、その他の大型用途に適しています（RVバッテリー).

しかし、リン酸鉄リチウム技術の開発により、重量の利点により、より多くの分野で使用されている鉛蓄電池に取って代わり、重量を減らし、スペースを節約し、性能を犠牲にすることなく利便性を高めることができます。

比較する 結果： Lifepo4 バッテリー > 鉛蓄電池

 

エネルギー密度

リン酸鉄リチウム電池の質量エネルギー密度は 160 ～ 180wh/kg、体積エネルギー密度は 350wh/L ですが、鉛蓄電池の質量エネルギー密度は 50 ～ 70wh/kg です。

このため、鉛蓄電池の容量は、同じ容量のリン酸鉄リチウム電池の3倍になります。この比類のない差が、 リン酸鉄リチウムは、世界中の電力バッテリーシステムの中で好まれる選択肢となる.

比較する 結果： Lifepo4 バッテリー > 鉛蓄電池

 

排出深さ

両方 LiFePO4と鉛蓄電池 それぞれのバッテリーには放電深度があります。Lifepo4バッテリーは、約90%という高い放電深度で有名です。これは、放電時にほぼすべての電力が放出され、簡単には回復できないことを意味します。 過放電一方、鉛蓄電池の放電深度は 70% までと大幅に低くなります。

しかし、その深さが深ければ深いほど バッテリーの放電が遅いほど、使用されるサイクル数が少なくなるため、鉛蓄電池の放電深度は 最高でも30%から50%で制御されており、実際には70%以上に到達することはできません。 lifepo4バッテリーの放電深度 80% での制御が最適です。

比較する 結果： Lifepo4 バッテリー > 鉛蓄電池

 

作業温度

一般的な lifepo4 の動作温度は摂氏 -20 ～ 60 度ですが、一般的に 0 ℃ を下回ると、リチウム電池の性能が低下し、放電容量が大幅に低下するため、リチウム電池の性能が完全に動作する温度は通常 0 ～ 40 ℃ です。

鉛蓄電池の動作温度は一般的に-25℃～40℃である必要がありますが、鉛蓄電池の温度が高すぎると（40℃以上）、マイナスの損失のために寿命が大幅に短くなります。電極硫化物容量。

そのため、鉛蓄電池は低温に対してより耐性があり、 ライフポ4 バッテリー、および LifePo4 バッテリーは鉛蓄電池よりも高温に耐性があります。

バッテリーに関係なく、そのパラメーター外の温度は容量と平均寿命に悪影響を与える可能性があるため、これらの電源の最高のパフォーマンスを確保するために必要な予防策を講じる必要があります.

結果の比較:

0℃以上: Lifepo4 バッテリー > 鉛蓄電池

0℃以下: Lifepo4 バッテリー < 鉛蓄電池

 

安全性

安全性は、 LiFePO4と鉛蓄電池Lifepo4 バッテリーは鉛蓄電池に比べて多くの利点がありますが、両方の安全上のリスクを考慮することも重要です。

鉛蓄電池は、充電中または放電中に放置すると過熱や爆発を起こしやすいため、このタイプの電池では適切なメンテナンスが重要です。 Lifepo4 バッテリー一方、バッテリーは、固体のリチウムイオン化学特性により、一般的に非常に信頼性が高く安全ですが、極端な場合には、不適切な充電手順によって損傷を受ける可能性があります。

したがって、 lifepo4バッテリーは100%には安全ではありません全体的に見ると、lifepo4 バッテリーは鉛蓄電池よりも長期安定性に優れています。

比較する 結果： Lifepo4 バッテリー > 鉛蓄電池

 

メンテナンス

鉛酸バッテリーは、lifepo4 バッテリーよりもメンテナンスが困難です。これは、定期的な電解質レベルのチェック、比重の測定、硫酸濃度のテスト、必要に応じて蒸留水の補充など、最適なパフォーマンスを確保するために頻繁な手動の監視とメンテナンスが必要であり、安全上の問題につながる可能性があるためです。

対照的に、lifepo4 バッテリーには通常、専用のバッテリーが付属しています。 BMS、バッテリーのパフォーマンスとステータスをインテリジェントに監視でき、必要なのは 保存された 涼しく乾燥した換気の良い環境で、3～6ヶ月に1回充電と放電を繰り返すと、 維持する.

比較する 結果： Lifepo4 バッテリー > 鉛蓄電池

 

環境への配慮

従来の鉛蓄電池 電池は大量の汚染物質と鉛を排出する 鉛は使用中に蒸気を発生します。統計によると、電気自動車の使用済みバッテリー1バッチで数万トンの水を汚染する可能性があります。鉛は体から排出されにくく、代謝、生殖、神経系の疾患を引き起こすこともあります。体内の鉛レベルが基準を超えると、知能低下、胎児奇形、悪性腫瘍の誘発、さらには子供の死亡につながります。

そして lifepo4 バッテリー 環境保護の面で自然な利点があります。その構成材料には、カドミウム、鉛、水銀などの有害な重金属が含まれていません。製造および使用プロセスでも、有毒で有害な汚染物質が生成されず、欧州のROH規制に準拠した、環境に優しいバッテリーです。

結果比較: Lifepo4 バッテリー > 鉛蓄電池

 

料金

鉛蓄電池 電池は一般的にリチウムよりもはるかに安価である リン酸鉄 (LiFePO4) バッテリーなので、予算重視の買い物客に最適です。

コストの違いにもかかわらず、リン酸鉄リチウム電池は通常、より多くの機能を提供します。 エネルギー容量 鉛蓄電池よりも優れています。例えば、5kWhの容量の 深さのあるlifepo4バッテリー 90%の放電深度、つまり実容量4.5kWhのバッテリーを生産するには、放電深度50%、定格容量5kWhの鉛蓄電池が2個必要です。そのため、鉛蓄電池は頻繁に交換とメンテナンスが必要になります。

どちらのタイプのバッテリーにも、使用方法に応じて長所と短所があるため、購入を決定する前に、コストとエネルギー容量、およびその他の要因を考慮することが重要です。

結果の比較:

少ない電力要件: Lifepo4 バッテリー < 鉛蓄電池

高電力需要: Lifepo4 バッテリー > 鉛蓄電池

 

Lifepo4 バッテリーと鉛蓄電池のどちらを選択するか?

それでも ライフポ4 ほとんどの場合、バッテリーは鉛蓄電池よりも優れていますが、どのバッテリーを選択するかは実際のニーズによって異なります。

(1) 常時無電化住宅

検討する場合 ライフポ4 常時オフグリッド住宅用のバッテリーと鉛蓄電池、日常的なニーズとしてのバッテリーのリサイクル、バッテリーの寿命と効率をさらに考慮する必要があります。

それでも lifepo4 バッテリー 初期投資は大きいですが、鉛蓄電池よりもはるかに長い寿命があります。

一方、鉛蓄電池は初期費用が安く済む可能性がありますが、より頻繁に交換する必要があり、継続的な交換には安全な動作を確保するための定期的な検査とメンテナンスが必要です。

結局、 lifepo4 バッテリー 効率性と寿命が長いため、最終的にはコストを節約でき、長期的には優れた投資収益率が得られます。

(2) 別荘

バケーション キャビンや、電気の必要性が限られているその他のスペースに電力を供給したい場合、鉛蓄電池は理想的なソリューションを提供します。

これらのタイプの電池は、 ライフポ4 バッテリーとは異なりますが、エネルギー容量の点で大きな違いを生み出すことができるため、それほど多くの電力を必要としない休暇用のキャビンに電力を供給するのに最適です。

Lifepo4 バッテリー 一部の用途には依然として適していますが、価格と容量を考慮すると、鉛蓄電池を最初に検討する必要があります。

(3) バッテリーバックアップシステム

バッテリーによるバックアップは、重要なアプリケーションではよく知られた方法です。 lifepo4と鉛蓄電池バックアップ アプリケーションのパフォーマンスに関しては、信頼性とライフサイクルの 2 つが主な考慮事項です。

一方では、 lifepo4 バッテリー 鉛蓄電池よりも長持ちし、充電も速い傾向があるため、バックアップとして魅力的な選択肢となります。

一方で、 鉛蓄電池 使用サイクルあたりのコストが低いため、低予算の運用に最適です。

結局、 lifepo4と鉛蓄電池 問題の重要なアプリケーションの動作環境に応じて、バックアップ オプションとして適切に機能する場合があります。

(4) パワーバッテリーアプリケーション

電力電池の用途に関しては、 ライフポ4 バッテリーと鉛蓄電池は実行可能な選択肢です。それぞれの利点と欠点を比較検討すると、 lifepo4 バッテリー 鉛蓄電池に比べて軽量、長寿命、充電能力に優れているため、より適している傾向があります。

さらに、 lifepo4 バッテリー 熱暴走の影響を受けにくく、感染率も低い。対照的に、鉛蓄電池はコストが低く、高放電電流の用途に適しているため、依然として実用的である。全体的に、 lifepo4バッテリーがトップに立つ 電源バッテリーアプリケーションに関して。

結論

まとめると、 リン酸鉄リチウム電池 寿命、重量、エネルギー密度、放電深度、安全性、環境保護、メンテナンスの難しさなどの点で鉛蓄電池より大幅に優れています。

予算が限られている場合は lifepo4 バッテリー 初期投資は高くなりますが、耐用年数が長くなるにつれてコストは下がり続けます。

予算に余裕がある場合は、使用環境の温度に注目してください。温度が低いことが多い場合は、特別な低温タイプを選択してください。 ライフポ4 バッテリーの性能を向上させるために、バッテリーまたは鉛蓄電池を使用してください。年間を通じて気温が快適または高い場合は、 lifepo4バッテリーは最良の選択です.

最後に、これらのタイプのバッテリーについてどのような経験がありますか?以下のコメントでお知らせください！

 

最高の Lifepo4 バッテリーを選ぶ

ハーベイパワー lifepo4 バッテリー メーカーは、最高の太陽エネルギー貯蔵バッテリーを作成し、地球規模のグリーン環境保護とエネルギー開発を全面的に推進することに取り組んでいます。

我々は持っています ラックマウント型バッテリー と 積み上げ電池 家庭用/産業用および商業用、1-30kWh自由拡張、家庭の省スペースの王様 - パワーウォール.

68 の中核技術チームが独自の 太陽エネルギー貯蔵システム あなたのために。