最近のポータブル電源でよく目にするのが「リン酸鉄系(LFP)」という言葉です。
リン酸鉄という単語は聞きなじみがないと思うので、そこでこの記事では、電池のプロの視点からリン酸鉄系ポータブル電源の特徴やメリット・デメリットをわかりやすく解説します。
あわせて、これまで主流だった「三元系(NMC)」と呼ばれるリチウムイオン電池を採用したポータブル電源との違いについても詳しく紹介していきます。
- リン酸鉄系は三元系より長寿命で安全性も高い
- 今からポータブル電源を買うならリン酸鉄系一択
テイクです。電池の専門家です！
- 国立大学で最先端太陽電池の研究
- 企業でリチウムイオン電池の開発
に携わっていました。
電池のことを熟知しているからこそ、ポータブル電源の特性をどこよりも詳しく解説することを心がけています。
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結論：リン酸鉄系は最新の優れたポータブル電源
| ポータブル電源の種類 | 特徴 |
|---|---|
| リン酸鉄系 | ・10年以上の長寿命 ・安全性が高い ・今のポータブル電源の主流 |
| 三元系 | ・寿命は数年程度 ・リン酸鉄系と比べると安全性が低い ・数年前のポータブル電源の主流 |
結論から言うと、リン酸鉄系は現時点で最も完成度の高いポータブル電源用バッテリーです。
ポータブル電源に使われる電池は、大きく分けて「リン酸鉄系リチウムイオン電池」と「三元系リチウムイオン電池」の2種類があります。
それぞれに特性はありますが、製品寿命や安全性といった重要なポイントでは、リン酸鉄系が三元系を明確に上回っています。
近年、リチウムイオン電池の技術革新は非常に速く進んでおり、従来主流だった三元系に対して、ほぼ上位互換とも言えるリン酸鉄系(LFP)が一気に普及してきました。
この流れを踏まえると、これから新たにポータブル電源を購入するのであれば、リン酸鉄系を選ぶのがベストな選択だと断言できます。
とくに防災用途や長期使用を考えている人ほど、リン酸鉄系のメリットを強く実感できるはずです。
リン酸鉄系を最新のiPhone17とすると、三元系はiPhone8くらい違います。
そもそもリン酸鉄系と三元系とは
そもそもリン酸鉄系と三元系って何のこと？
という人が多いと思うので、「リン酸鉄系」と「三元系」の言葉の意味を解説します。
ポータブル電源の中にはリチウムイオン電池が入っており、リン酸鉄系と三元系は「中に入っているリチウムイオン電池の材料の名称」です。
リン酸鉄系リチウムイオン電池(LFP)
リン酸鉄系のリチウムイオン電池はLFPとも呼ばれています。
LFPはLiFePO4(リン酸鉄リチウム)という材料の化学式の頭文字をとった略称です。
リン酸鉄系の大きな特徴は、三元系で使われるコバルトやニッケルといったレアメタルを使用しない点にあります。そのため、原材料コストを抑えやすいというメリットがあります。
さらに、サイクル寿命の長さや安全性の高さといった電池性能の面でも、リン酸鉄系は三元系より優れているとされています。発熱や熱暴走のリスクが低く、長期間安心して使える点は、ポータブル電源との相性が非常に良いポイントです。
一方で、三元系と比べるとエネルギー密度が低いという弱点があり、限られたスペースに多くの電池を詰め込む必要がある電気自動車(EV)用途では不利とされてきました。
ただし近年はLFPのエネルギー密度の低下をカバーする技術も開発されており、エネルギー密度の低さというデメリットも着実に改善されています。
その結果、現在ではポータブル電源をはじめとする定置・可搬用途において、性能・安全性・コストのバランスに優れた電池として広く採用されるようになっています。
最近では電気自動車(EV)にもLFPが使われ始めていますね。
三元系リチウムイオン電池(NCM)
三元系のリチウムイオン電池はNCMとも呼ばれています。
三元系は材料であるニッケル(Ni)、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、コバルト(Co)の頭文字をとった名称です。
三元系の特徴は、エネルギー密度が非常に高い点にあります。同じ容量でも電池を小型・軽量化しやすいため、限られたスペースに多くのエネルギーを詰め込む必要がある電気自動車(EV)用途に適している電池です。
一方で、コバルトやニッケルといったレアメタルを使用しているため材料コストが高くなりやすいというデメリットがあります。加えて、これらの資源は埋蔵地域が偏在しており、価格変動や供給不安といった地政学的リスクを潜在的に抱えている点も弱みと言えます。
このように三元系は「高エネルギー密度重視」の電池であり、軽量化やコンパクトさが求められる用途では強みを発揮する一方、安全性・寿命・コスト面ではリン酸鉄系に劣るという位置づけになります。
リン酸鉄系と三元系のポータブル電源における特性の違い
リン酸鉄系と三元系の特性の違いは以下の通りです。
| リン酸鉄系 | 三元系 |
|---|---|
| サイクル寿命(80%以上) | |
| 2000回-3000回 | 500回-1000回 |
| 入出力特性 | |
| 高い | 普通 |
| 安全性 | |
| かなり高い | 高い |
| エネルギー密度 | |
| 小さい | 大きい |
| 価格 | |
| 比較的高い | 比較的安い |
サイクル寿命(80%以上)
| リン酸鉄系 | 三元系 |
|---|---|
| 2000回-3000回 | 500回-1000回 |
サイクル寿命が長いほど充放電を繰り返せる回数が多いです。
サイクル寿命は初期の容量を100%としたときに、80%まで劣化する充放電回数を目安にすることが多いです。リン酸鉄系であれば2000回-3000回、三元系であれば500回-1000回が目安。
リン酸鉄系のサイクル寿命は三元系と比べて単純計算で2倍以上長いです。
入出力特性
| リン酸鉄系 | 三元系 |
|---|---|
| 高い | 普通 |
入出力特性が高いほどポータブル電源を急速充電できたり、消費電力の大きい電化製品を動かせたりできます。
リン酸鉄系は三元系よりも入出力特性に優れており、ポータブル電源として優秀です。
安全性
| リン酸鉄系 | 三元系 |
|---|---|
| かなり高い | 高い |
一般的にリン酸鉄系の方が三元系よりも安全だと言われています。
その理由は高温の耐久性です。
リン酸鉄系は600℃近くまで高温の耐久性がある一方、三元系は220℃程度です。
通常使用する分には200℃に達することはまずないはずなのでどちらも安全ではありますが、万が一発火したときにリン酸鉄系の方が熱暴走しにくいということです。
エネルギー密度
| リン酸鉄系 | 三元系 |
|---|---|
| 小さい | 大きい |
エネルギー密度が大きいほど、サイズもしくは重さあたりの容量が大きいということです。ポータブル電源で言うと、同じ容量でも三元系の方がリン酸鉄系より小型で軽量にすることができます。
最新のポータブル電源では、内部の構造を工夫することで、リン酸鉄系でも高いエネルギー密度が出るようになってきました。
価格
| リン酸鉄系 | 三元系 |
|---|---|
| 比較的高い | 比較的安い |
価格はリン酸鉄系の方が三元系よりも高いことが多いです。
材料のコスト自体はリン酸鉄系の方が三元系よりも安いものの、ポータブル電源の価格としてはリン酸鉄系の方が三元系より高めです。
数年したらリン酸鉄系のポータブル電源も価格が落ち着いてくるとは思うのですが、現状はリン酸鉄系が高いです。
あくまで概算ですが、500Wh/50000円の三元系ポータブル電源があったときに、同じ容量のリン酸鉄系ポータブル電源は500Wh/55000円くらいになるイメージ。
リン酸鉄系と三元系の歴史 (マニアック)
電池のプロとしてぜひ語らせてください！（読まなくてもOK）
リチウムイオン電池は現代でなくてはならないものですが、歴史は数十年程度と比較的浅いです。ここではリン酸鉄系や三元系のリチウムイオン電池がどのような背景で生まれたのか解説します。
初代LCOから三元系へ
リチウムイオン電池の歴史は、1980年代初頭にさかのぼります。1983年、吉野彰さんによってリチウムイオン電池の基本構造が完成し、これが現在使われているリチウムイオン電池の原型となりました。
この最初期のリチウムイオン電池で正極材料として採用されたのが、コバルト系材料(LCO：LiCoO₂)です。LCOはエネルギー密度が高く、小型・軽量化に適していたため、携帯機器向け電池として非常に優秀でした。その結果、ノートパソコンや携帯電話など、1990年代以降のモバイル機器の普及を強力に後押しします。
一方で、LCOには明確な課題もありました。コバルトは高価なレアメタルであるうえ、熱安定性が低く、大型化や高出力化には向かないという弱点を抱えていたのです。このため、「より大容量でより安全な電池」を目指して、次世代材料の研究が進められました。
その流れの中で登場したのが、三元系リチウムイオン電池(NCM)です。
三元系は、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、マンガン(Mn)を組み合わせた正極材料を用いることで、
- ニッケル：容量を高める
- マンガン：構造安定性を向上させる
- コバルト：反応の均一性を確保する
という役割分担を実現しました。
この三元系電池は、1990年代後半から2000年代初頭にかけて、日本やアメリカで本格的に開発され、
2000年ごろには商用化が進みます。以降、20年以上にわたってリチウムイオン電池の主流として使われてきた、非常に成熟した技術です。
三元系は高いエネルギー密度を武器に、スマホ、ノートPCにとどまらず、電気自動車(EV)など、「軽さと容量が求められる用途」で圧倒的な存在感を示しました。
しかしその一方で、レアメタル依存による高コスト、熱安定性の限界サイクル寿命の短さといった課題も徐々に顕在化していきます。特にEVや大型蓄電池といった分野では、安全性と寿命の重要性が急激に高まったことで、三元系だけでは対応しきれない場面が増えていきました。
ポータブル電源も最初はほとんど三元系でした！
リン酸鉄系は比較的新しい
こうした背景の中で再評価され、急速に存在感を高めたのが、リン酸鉄系リチウムイオン電池(LFP)です。
リン酸鉄系(LFP)リチウムイオン電池の正極材料であるLiFePO₄は、1990年代後半に基礎研究の中で発見されました。
理論的には非常に安定した結晶構造(オリビン構造)を持ち、安全性や寿命に優れることは当初から知られていましたが、電気伝導性が低く、高出力化が難しいという課題があり、実用化はすぐには進みませんでした。
この課題に初めて本格的に取り組み、製品として世に送り出したのが2009年のソニーです。ソニーはカーボンコーティング技術などを用いてLFPの弱点である導電性を補い、高い安全性と長寿命を武器としたリチウムイオン電池として商品化しました。ただし当時は、エネルギー密度の低さや製造コストの問題から、用途は限定的でした。
状況が大きく変わったのは2010年代後半以降です。電気自動車や大型蓄電池の需要が急増する中で、「軽さよりも安全性・寿命・コストを重視する用途」が増えたことで、LFPの特性が再評価されるようになりました。
この流れを決定づけたのが、中国メーカーの急成長です。CATL(寧徳時代)やBYDといった電池メーカーは、LFPに大規模な研究開発投資を行い、
- セル設計の最適化
- 粒子制御技術の高度化
- CTB(Cell to Body)やCTP(Cell to Pack)といった構造革新
を進めることで、エネルギー密度の低さという弱点を大きく改善しました。
さらに、LFPはコバルトやニッケルといったレアメタルを使用しないため、資源価格の変動や地政学リスクの影響を受けにくいという点も、量産フェーズにおいて大きな強みとなりました。この結果、製造コストは急激に下がり、大量生産に最適な電池としての地位を確立します。
現在では、リン酸鉄系はポータブル電源、定置型蓄電池、EV(特に普及価格帯モデル)といった分野で急速に普及しており、「安全性と寿命を最優先する用途では、事実上のスタンダード」になりつつあります。
このようにLFPは、長年の研究蓄積と製造技術の進化によって“欠点を克服した成熟技術”であり、決して一過性のトレンドではなく、今後も長く主流として使われていく電池技術だと言えるでしょう。
2022年あたりからポータブル電源にもリン酸鉄系のリチウムイオン電池が採用されるようになってきました。
リン酸鉄系が圧倒的におすすめ
三元系よりもリン酸鉄系のポータブル電源が圧倒的におすすめです。
サイクル寿命、入出力特性、安全性というポータブル電源で超重要な項目が優れています。
リン酸鉄系はエネルギー密度が三元系より若干低下するというデメリットはあるものの、そのデメリットを余裕で打ち消すくらいメリットが大きいです。
リン酸鉄系と三元系のポータブル電源を見分けるポイント
ポータブル電源の外観だけではリン酸鉄系か三元系か判別することは不可能です。
ですがリン酸鉄系は各メーカーがアピールしたいポイントなので、たいていの場合は商品ページの目立つところに「リン酸鉄」の記載があるはずです。
例えば以下のように。
逆に言うと「リン酸鉄」の記載がないのであれば、リン酸鉄ではなく三元系の可能性が高いです。
ポチップ
まとめ
この記事ではリン酸鉄系と三元系のポータブル電源の違いを解説しました。
結論から言うと、リン酸鉄系は最新の優れたポータブル電源です。
リン酸鉄系はサイクル寿命、入出力特性、安全性というポータブル電源で超重要な項目が優れており。今からポータブル電源を購入するのならリン酸鉄系を選ぶことを強く推奨します。
| ポータブル電源の種類 | 特徴 |
|---|---|
| リン酸鉄系 | ・10年以上の長寿命 ・安全性が高い ・今のポータブル電源の主流 |
| 三元系 | ・寿命は数年程度 ・リン酸鉄系と比べると安全性が低い ・数年前のポータブル電源の主流 |
最後まで読んでいただきありがとうございました！
