リン酸鉄リチウムイオン電池(LFP)や全固体電池が、従来の電池に比べて「寿命が長い(劣化しにくい)」と言われるのは、充放電を繰り返しても電池の内部が傷つきにくい(構造が崩れにくい)仕組みになっているからです。
リチウムイオン電池の寿命が縮む主な原因とあわせて、それぞれの電池が長持ちする理由をわかりやすく解説します。
1. そもそも、なぜ従来の電池は寿命が縮むのか?
従来の一般的なリチウムイオン電池は、充電(リチウムイオンが移動)と放電を繰り返すうちに、プラス極やマイナス極の材料が少しずつ膨張・収縮を繰り返します。
長年使っていると、この伸縮のストレスで電極の表面がひび割れたり、イオンの通り道がふさがったりして、「電気が蓄えられる容量(持ち時間)」が徐々に減ってしまいます。これが寿命(劣化)の正体です。
2. 「リン酸鉄リチウムイオン電池(LFP)」の寿命が長い理由
LFP電池は、前回の火災の話しでも触れた「頑丈な結晶構造」が、そのまま長寿命の大きな武器になっています。
- 充放電時の膨張・収縮が非常に少ない LFPの分子構造は非常に強固で結びつきが強いため、リチウムイオンが出入りしても、結晶全体の形やサイズがほとんど変わりません。
- 物理的なストレスに耐える力が強い 長期間使っても電極がボロボロになりにくいため、一般的な三元系電池の寿命(およそ1,000〜1,500回程度の充放電)に比べて、LFPは2,000〜3,000回以上の充放電に耐えられます。毎日車に乗って充電を繰り返しても、10年以上性能が落ちにくいと言われています。
3. 「全固体電池」の寿命が長い理由
全固体電池は、液体ではなく「すべてが固体」であることが、圧倒的な長寿命を生み出す源泉になります。
- 「劣化の犯人」である副反応が起きにくい 従来の電池は、液体の電解液と電極が常に化学反応を起こしているため、使っていない時間を含めて少しずつ劣化が進んでいました。全固体電池は固体同士が安定して接触しているため、この不要な化学反応(副反応)がほとんど起きません。
- 急速充電を繰り返しても傷みにくい 急速充電をすると電池内部に熱や大きな負荷がかかり、劣化が早まるのが通例でした。しかし、全固体電池は熱に強く、内部の抵抗が非常に小さいため、ガンガン急速充電を行っても劣化しにくいという大きなメリットを持っています。
- 液漏れや揮発による寿命切れがない 液体を使用していないため、長年の使用で液体が干からびたり、液漏れして機能不全を起こしたりする心配が一切ありません。
まとめ
| 電池の種類 | 寿命(充放電の目安回数) | 長持ちする最大の理由 |
| 従来の電池(三元系など) | 約 1,000回前後 | 構造が比較的柔らかく、伸縮のストレスで徐々に傷む |
| リン酸鉄リチウム(LFP) | 約 2,000〜3,000回以上 | 結晶構造が非常に頑丈で、充放電しても形が崩れにくい |
| 全固体電池 | さらに長期(半永久的とも期待される) | 液体がなく、化学的な劣化や熱負荷が極めて少ない |
こうした理由から、LFPや全固体電池は「一度購入すれば、車本体と同じかそれ以上に長持ちするバッテリー」として、次世代のスタンダードとして大いに期待されています。