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リチウムイオン電池の種類を解説！｜話題のリン酸鉄リチウムイオン電池と準固体電池との違い・特徴・安全性・用途をわかりやすく解説
目次
リチウムイオン電池には、従来型のタイプに加え、リン酸鉄や準固体などいくつかの種類があり、それぞれ特徴やメリット・デメリットが異なります。用途やニーズに合った製品を選ぶことで、安全性やコストパフォーマンスを高めることが可能です。
近年、モバイルバッテリーの発火事故が取り上げられる機会が増えていますが、多くは誤った使い方が原因とされています。トラブルやリスクを避けるためには、必要以上に不安視するのではなく、リチウムイオン電池の種類や特性、正しい選び方を理解しておくことが重要です。正しい知識を身に付けておけば、安全面に配慮されたモバイルバッテリーなどを安心して選べるようになるでしょう。
このコラムでは、リチウムイオン電池の種類について、基本的な仕組みや違い、用途・目的別の選び方をわかりやすく解説します。ポイントを押さえて解説しますので、この機会にリチウムイオン電池に関する知識をアップデートしてみてください。
リチウムイオン電池とは？基本の仕組みと種類
リチウムイオン（Li-ion）電池とは、コンパクトで大容量であることが特徴の、繰り返し充電して使える電池（二次電池）の一種です。リチウムイオン電池は、大まかに言うと、リチウムイオン・正極・負極・電解液で構成されています。リチウムイオンが電解液を通して正極と負極を行き来することで、電流が発生する仕組みです。
従来の電池と比べると、リチウムイオン電池には主に次のような違いがあります。
| マンガン電池やアルカリ電池（一次電池）との違い |
|
|---|
なお、リチウムイオン電池と一言で言っても、正極に使われる材料の違い（マンガン・ニッケル・コバルト・リン酸鉄など）や、電解質・構造の違い（リチウムイオンポリマーなど）によって、いくつかの種類があります。種類によってどのような違いがあるのか、次章でもう少し詳しく見ていきましょう。
リチウムイオン電池の種類を比較｜一覧表で違いがひと目でわかる
リチウムイオン電池は、正極に使用する素材や電解液の性質によって、いくつかの種類があります。一般的によく見られるリチウムイオン電池の種類の代表例を大まかに分けると、下記の通り、3つのタイプに分類することが可能です。
| 従来のリチウムイオン電池 （ニッケル・マンガン・コバルト） |
リン酸鉄リチウムイオン電池 | 準固体電池 | |
|---|---|---|---|
| 違い・特徴 |
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| 一般的な寿命 |
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| エネルギー密度 |
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| 安全性 |
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上記の通り、リチウムイオン電池の種類によって、それぞれ得手・不得手があります。一概にどの種類が優れているとは言いづらく、用途・目的に合う種類を選ぶことが重要です。なお、内部の材料による種類のほかに、形状による種類も円筒型・ラミネート型などのバリエーションがあります。
ここでは代表的な3タイプについて、特徴やメリット・デメリットなどを説明していきます。
従来のリチウムイオン電池｜最も普及している標準タイプ
従来のリチウムイオン電池として一般的に使われているのが、正極材料にニッケル・マンガン・コバルトを組み合わせたタイプです。
リチウムイオン電池はエネルギー密度が高く、大容量とコンパクトさを両立しやすい点が大きなメリットです。価格も容量に対して比較的抑えやすく、コストパフォーマンスに優れているため、スマートフォンやモバイルバッテリーなど幅広い製品に採用されています。
一方で、リン酸鉄リチウムイオン電池や、電解質構造を工夫した準固体電池と比べると、通常使用において問題はありませんが、破損や強い衝撃に注意が必要です。
リン酸鉄リチウムイオン電池｜安全性・長寿命に優れたタイプ
リン酸鉄リチウムイオン電池は、正極に使う素材にリン酸鉄リチウムを採用したことで、熱暴走による発火が起こりにくいタイプのリチウムイオン電池です。
リン酸鉄リチウムイオン電池は、従来のリチウムイオン電池と比べて熱安定性に優れており、仮に内部でショートなどが発生した場合でも、急激な温度上昇が起こりにくい特性を持っています。そのため、全体として安定性の高い電池方式とされています。その安定性の高さから、電気自動車（EV）などにも使用されています。
一方でエネルギー密度が低めなので、大容量にしようとすると、サイズや重量が大きくなるデメリットがあります。容量の大きさと携帯性の高さを両立させたい場合は、現状ではやや不向きである点に注意が必要です。
準固体電池｜次世代技術を採用した安定性重視タイプ
準固体電池は、従来のリチウムイオン電池の構成をベースに、電解液を液体からゲルポリマーと呼ばれるゲル状の物質に置き換えることで、液漏れや電解質の揮発を抑えた、安定性の高いリチウムイオン電池の一種です。
リチウムイオン電池の発火リスクを高めている一因として、電解液の揮発性や可燃性の高さがあります。そこで、準固体電池では燃えにくく液漏れしづらいゲルポリマーを採用することで、電解液の安定性を高め発火リスクを低減しているのが大きな利点です。また、リン酸鉄リチウムイオン電池と比べると、軽くてコンパクトであるのも準固体電池ならではのメリットと言えます。
ただし、燃えにくいとは言え、絶対に発火しないというわけではありません。「高温環境下に放置しない」「衝撃は避ける」といった正しい使い方をすることは、準固体電池を含めすべてのリチウムイオン電池において、安全性を確保するために重要です。
用途別・目的別の選び方｜どのタイプを選ぶべき？
リチウムイオン電池にはさまざまな種類があり、種類によってメリット・デメリットが異なります。そのため、特定の種類が突出して秀でているとも言えず、用途や優先したい目的に合ったものを選ぶことが重要です。
ここでは、よくあるニーズごとに「どの種類のリチウムイオン電池が最適なのか」選び方の一例をご紹介します。
| モバイルバッテリーの 使用シーン・重視ポイント |
最適なリチウムイオン電池の種類 |
|---|---|
| 日常的に持ち歩きたい（通勤・通学・外出先） 軽さ・容量・価格のバランスを重視 |
|
| スマホや小型機器を頻繁に充電したい携帯性と容量を両立したい |
|
| 長期間繰り返し使いたい充放電回数の多さを重視 |
|
| 防災用・備蓄用として保管したい安全性・劣化しにくさを重視 |
|
| 安全性を重視し、製品としての安心感を訴求したい |
|
まとめ
リチウムイオン電池には、従来型に加えてリン酸鉄リチウムイオン電池や準固体電池といった新しい方式が登場しており、それぞれに異なる特長があります。
従来のリチウムイオン電池は、高いエネルギー密度を活かした小型・軽量化に優れる方式として、モバイルバッテリーや電子機器など幅広い製品に採用されています。
リン酸鉄リチウムイオン電池は、熱安定性に優れ、内部で異常が発生した場合でも状態変化が穏やかな点が特長で、近年注目が高まっています。
準固体電池は、電解液にゲル状の素材を採用することで、液体電解質に起因する課題を抑えつつ、性能と安定性のバランスを追求した方式です。今後の技術進化が期待されている分野でもあります。
このように、リチウムイオン電池は「どれが一番優れているか」ではなく、用途や目的に応じて選ぶことが重要です。
使用シーンや求める性能、安全性、コストなどを踏まえ、それぞれの特性を正しく理解したうえで選択することが、製品を安心して長く使うためのポイントといえるでしょう。
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