最近よく聞く「LFP」と「NMC」は全部同じ？ EV用バッテリーの作り方、性能の違い
公開 : 2024.11.21 18:05
EVに搭載されるリチウムイオンバッテリーは、どのようにして作られるのか。リン酸鉄リチウムやニッケル・マンガン・コバルトなど紛らわしい名称も多いが、その違いは何なのか。ざっくりと解説する。
リチウムイオンバッテリーはどう作られるのか
EVで最も重要なのは、間違いなくバッテリーだ。1800年代に初めて考案されたものの、リチウムイオンバッテリーが最初に商業化されたのは1991年（ソニー）と、まだ比較的新しい技術と言える。
そしてもう1つ、我々はリチウムイオンバッテリーについて紛らわしい名称をよく耳にするが、これらはいったいどのように異なるのだろうか？ 例えば、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーはリチウムイオンバッテリーなのか、それとも別のものなのか？
さまざまな呼ばれ方をしているが、これらはすべてリチウムイオンバッテリーであり、基本的な構成要素やその働きは同じである。
EVの駆動用バッテリーは何百ものセルで構成され、それぞれが数ボルトずつ発生し、走行に必要なエネルギーを供給する。セルはすべてケーシングにまとめられている。
各セルには正極と負極の2つの電極がある。その間にプラスチックやセラミックでできた非導電性のセパレーターと、薄い電解液の層がある。
セルは、板状のチューイングガムのように薄くて平らなものもあれば、丸めて円筒形や角柱形にしたものもあるが、いずれも上記の4つの要素を含んでいる。
大きな違いは、正極の配合だ。最も一般的なのは、ニッケル・マンガン・コバルト（NMC）とリン酸鉄リチウム（LFP）の2つのタイプだ。
どちらの名称も、正極を作るために使われる化学物質の混合を表している。負極は常に炭素系で、通常はグラファイトから作られる。
正極は化学物質をペースト状に混合して作られ、バッテリー業界ではこれをケーキ作りに例えることもある。実際には、リチウムイオンバッテリーセルに使用される材料は、見せ物のケーキよりも少ない。
正極は、化学物質を混ぜてペースト状にしたものをアルミ箔に塗り、乾燥させて作られる。炭素負極は、グラファイトのペーストを銅箔に塗ったものだ。配合が異なれば、バッテリーの特性も異なる。
NMCバッテリーは、より多くのエネルギーを蓄えてEVの航続距離を伸ばすことができる。コバルトは出力密度に優れているが、コストや採掘など課題も多い。LFPバッテリーには高価なニッケルやコバルトはおらず安価で、安定性も高い。
ただし、基本的な機能はどれも同じだ。充電中、正極のリチウムイオンは電解液とセパレーターを通って炭素負極に移動する。バッテリーを使用して放電すると、イオンは正極に戻る。
もし、あなたがEVの購入を検討していて、持続可能性を重視するなら、ニッケルやコバルトといった重金属を含まないバッテリーの方が、間違いなく環境面で優れている。
しかし、日々重要なのは航続距離や充電速度といった性能の数値であり、バッテリーの化学物質ではない。自動車メーカーがどのような方法でEVを生産・販売しているかは、おそらく大半の人は心配する必要はないだろう。
