安全性は、リチウム電池を使用した本格的な設計機能であり、正当な理由があります。これまで見てきたように、リチウムイオン電池をうまく機能させる化学とエネルギー密度は、それらを可燃性にするので、電池が誤動作すると、しばしば壮観で危険な混乱を引き起こします。
すべてのリチウム化学は等しく作成されていません。実際、ほとんどのアメリカの消費者（電子愛好家は別として）は、限られた範囲のリチウムソリューションに精通しているだけです。最も一般的なバージョンは、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化ニッケルの配合から作られています。
まず、時間をさかのぼってみましょう。リチウムイオンバッテリーははるかに新しい技術革新であり、過去25年間しか使用されていません。この間、ラップトップや携帯電話などの小型の電子機器に電力を供給するのに役立つことが証明されているため、リチウム技術の人気が高まっています。しかし、ここ数年のいくつかのニュース記事を思い出すかもしれませんが、リチウムイオンバッテリーもまた、火を引くという評判を得ました。近年まで、これはリチウムが大規模なバッテリーバンクの作成に一般的に使用されなかった主な理由の1つでした。
しかし、それからやって来ました リン酸鉄リチウム（LiFePO4）。 この新しいタイプのリチウム溶液は本質的に不燃性でしたが、わずかに低いエネルギー密度が可能でした。 LiFePO4バッテリーは、安全であるだけでなく、他のリチウム化学物質よりも多くの利点があり、特に再生可能エネルギーなどの高電力アプリケーションに適しています。
リン酸鉄リチウムの安全機能に飛び込む前に、そもそもリチウム電池の誤動作がどのように発生するかを復習しましょう。
リチウムイオン電池は、電池のフル充電が瞬時に解除されたとき、または液体化学物質が異物と混合して発火したときに爆発します。これは通常、物理的損傷、過充電、または電解液の故障の3つの方法で発生します。
たとえば、内部セパレーターまたは充電回路が損傷したり誤動作したりした場合、電解質が融合して爆発的な化学反応を引き起こし、バッテリーのパッケージが破裂し、化学スラリーが酸素と結合して即座に発生するのを防ぐための安全バリアはありません。すべてのコンポーネントに点火します。
リチウム電池が爆発したり発火したりする方法は他にもいくつかありますが、このような熱暴走のシナリオが最も一般的です。ただし、リチウムイオン電池は市場に出回っているほとんどの充電式製品に電力を供給し、大規模なリコールや安全上の問題が発生することはめったにないため、一般的な用語は相対的な用語です。
リン酸鉄リチウム（LiFePO4）バッテリーはまったく新しいものではありませんが、世界の商業市場で勢いを増しているところです。 LiFePO4バッテリーが他のリチウムバッテリーソリューションよりも安全である理由を簡単に説明します。
LiFePO4バッテリーは、非常に安定した化学的性質の結果である強力な安全性プロファイルで最もよく知られています。リン酸塩ベースのバッテリーは、危険なレベルまで過熱しない優れた化学的および機械的構造を提供します。したがって、他のカソード材料で作られたリチウムイオン電池よりも安全性が向上します。
これは、LiFePO4の帯電状態と非帯電状態が物理的に類似しており、非常に堅牢であるためです。これにより、充電サイクルや誤動作の可能性とともに発生する酸素フラックスの間、イオンが安定した状態を維持できます。全体として、リン酸鉄-酸化物結合は酸化コバルト結合よりも強いため、バッテリーが過充電されたり、物理的損傷を受けたりしても、リン酸-酸化物結合は構造的に安定したままです。一方、他のリチウム化学では、結合が破壊されて過剰な熱が放出され始め、最終的に熱暴走につながります。
リン酸リチウム電池は不燃性です。これは、充電中または放電中に誤った取り扱いをした場合の重要な機能です。また、氷点下の寒さ、灼熱の暑さ、起伏の多い地形など、過酷な条件にも耐えることができます。
衝突や短絡などの危険なイベントにさらされた場合、爆発したり発火したりすることはないため、危害を加える可能性が大幅に減少します。リチウム電池を選択していて、危険な環境や不安定な環境での使用が予想される場合は、LiFePO4がおそらく最良の選択です。
ほとんどのLiFePO4バッテリーには、次のような多くの追加の安全機能を備えたバッテリー管理システム（BMS）も付属しています。過電流、過電圧、低電圧、過熱の保護とセルは、防爆ステンレス鋼のケーシングに入っています。
また、LiFePO4バッテリーは無毒で汚染がなく、希土類金属を含まないため、環境に配慮した選択肢となっています。鉛蓄電池と酸化ニッケルリチウム電池は、重大な環境リスクを伴います（特に鉛蓄電池は、内部の化学物質がチーム全体の構造を劣化させ、最終的には漏れを引き起こすため）。鉛蓄電池や他のリチウム電池と比較して、リン酸鉄リチウム電池は、放電と充電の効率の向上、寿命の延長、性能を維持しながらディープサイクルを行う能力など、大きな利点を提供します。 LiFePO4バッテリーは、多くの場合、より高い値札が付いていますが、製品の寿命全体にわたってはるかに優れたコスト、最小限のメンテナンス、およびまれな交換により、価値のある投資とより安全な長期ソリューションになります。
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