LiFePO4 電圧チャート: 総合ガイド

LiFePO4バッテリー電圧の概要

リン酸鉄リチウム ( LiFePO4 ) バッテリーは、エネルギー密度が高く、サイクル寿命が長く、安全性が高いため、電動自転車、電気自動車、フォークリフト、船舶、AGV、床掃除機などの分野で好まれています。Lifepo4 バッテリーは、その優れた性能により、高性能アプリケーションに好まれる選択肢となっています。安定した電圧、一貫した出力、広い動作温度範囲を提供します。この記事では、Lifepo4 バッテリーの電圧チャートと、Lifepo4 と NMC (ニッケル マンガン コバルト) の比較に焦点を当てています。

LiFePO4 電圧チャートとは何ですか?

LiFePO4バッテリーの電圧チャートには、通常、 LiFePO4バッテリー特有の放電曲線が表示されます。電圧は容量に応じて 100% から 0% まで変化します。

ソシエテ	12V	24V	36V	48V	100% 充電
100%	3.65V	14.6V	29.2V	43.8V	58.4V
100% 休息	3.4V	13.6V	27.2V	40.8V	58.4V
90%	3.35V	13.4V	26.8V	40.2V	53.6V
80%	3.32V	13.28V	26.56V	39.84V	53.12V
70%	3.3V	13.2V	26.4V	39.6V	52.8V
60%	3.27V	13.08V	26.16V	39.24V	52.32V
50%	3.26V	13.04V	26.08V	39.12V	52.16V
40%	3.25V	13V	26V	39V	52V
30%	3.22V	12.88V	25.76V	38.64V	51.52V
20%	3.2V	12.8V	25.6V	38.4V	51.2V
10%	3V	12V	24V	36V	48V
0%	2.5V	10V	20V	30V	40V

LiFePO4 バッテリー放電カットオフ電圧: 2.5V

LiFePO4 バッテリーフロート充電電圧: 3.65V

LiFePO4バッテリー公称電圧: 3.2V

3.2V LiFePO4バッテリーの充電および放電電圧チャート

12V LiFePO4セルの充電および放電電圧チャート

12V 100Ah LiFePO4 バッテリーは、従来の 12V 鉛蓄電池に比べて大幅に性能が向上しています。オフグリッド太陽光発電システムにとって最も安全な選択肢の 1 つとして高く評価されています。完全に充電されると、バッテリー電圧は 14.6V に達しますが、完全に放電すると 10V まで低下します。次の電圧チャートは、12V LiFePO4 バッテリーの容量に対する電圧低下を示しています。

容量	バッテリー電圧
100%	14.6V
90%	13.4V
80%	13.28V
70%	13.2V
60%	13.08V
50%	13.04V
40%	13V
30%	12.88V
20%	12.8V
10%	12V
0%	10V

LiFePO4バッテリー放電カットオフ電圧: 10V
LiFePO4バッテリーフロート充電電圧: 14.6V
LiFePO4バッテリー公称電圧: 12.8V

24V LiFePO4セルの充電および放電電圧チャート

容量	バッテリー電圧
100%	29.2V
90%	26.4V
80%	26.16V
70%	26V
60%	25.76V
50%	25.6V
40%	25.2V
30%	24.96V
20%	24.8V
10%	24V
0%	20V

LiFePO4セル放電カットオフ電圧: 20V
LiFePO4セルフロート充電電圧: 29.2V
LiFePO4セル公称電圧: 25.6V

36V LiFePO4 セルの充電および放電電圧チャート

36V LiFePO4 バッテリーを購入するか、同じ 12V LiFePO4 バッテリーを 3 つ入手して直列に接続します。これらのバッテリーは完全に充電されると 43.8V の電圧に達し、放電時には 30V まで低下します。

容量	バッテリー電圧
100%	43.8V
90%	39.6V
80%	39.48ボルト
70%	39.2V
60%	38.88ボルト
50%	38.4V
40%	38V
30%	37.44V
20%	37.2V
10%	36V
0%	30V

LiFePO4バッテリー放電カットオフ電圧: 30V
LiFePO4 バッテリーフロート充電電圧: 43.8V
LiFePO4バッテリー公称電圧: 38.4V

48V LiFePO4セルの充電および放電電圧チャート

大規模な太陽光発電システムでは、48V バッテリーが一般的に使用されています。これらの高電圧太陽光発電システムは、アンペア数を効果的に低く抑え、機器や配線にかかる費用を大幅に節約します。

容量	バッテリー電圧
100%	58.4V
90%	52.8V
80%	52.32V
70%	52V
60%	51.52V
50%	51.2V
40%	50.4V
30%	49.92V
20%	49.6V
10%	48V
0%	40V

LiFePO4バッテリー放電カットオフ電圧: 40V
LiFePO4 バッテリーフロート充電電圧: 58.4V
LiFePO4バッテリー公称電圧: 51.2V

充電状態 (SOC) と SOC の電圧の関係は何ですか?

SOC（％）	電圧 (V)
100%	3.65
90%	3.50
80%	3.40
70%	3.30
60%	3.20
50%	3.15
40%	3.10
30%	3.05
20%	3.00
10%	2.90
0%	2.50

充電状態曲線

電圧:バッテリーの公称電圧が高いほど、より完全に充電されます。たとえば、公称電圧が 4V の LiFePO4 バッテリーは、電圧が 3.65V に達すると大幅に最大化されたとみなされます。

クーロンカウンター:バッテリーに出入りする電流の流れを測定し、バッテリーの充電および放電速度をアンペア秒 (As) 単位で定量化します。

比重: SoC を測定するには比重計が必要です。これは、浮力に基づいて液体の密度を測定することによって機能します。

リン酸鉄リチウム電池の充電パラメータ

ここでは、充電電圧、フロート電圧、最大電圧/最小電圧、公称電圧などのさまざまな電圧タイプを含む、LiFePO4 バッテリーの充電パラメータを示します。下の表は、3.2V、12V、24V、36V、48V の電圧の LiFePO4 バッテリーの充電パラメータを示しています。

公称電圧	充電電圧	フロート電圧	最大電圧	最小電圧
3.2V	3.65V	3.50V	3.80V	2.00V
12V	14.6V	13.8V	15.6V	8.00V
24V	29.2V	27.6V	31.2V	16.00V
36V	43.8V	41.4V	46.8V	24.00V
48V	58.4V	55.2V	62.4V	32.00V

LiFePO4バッテリーの放電曲線

放電とは、バッテリーから電気エネルギーを抽出して電子機器に電力を供給するプロセスを指します。バッテリーの放電曲線は通常、電圧と放電時間の関係を表します。下のグラフは、さまざまな放電率での 12V LiFePO4 バッテリーの放電曲線を示しています。

リン酸鉄リチウム電池の容量範囲はどのくらいですか?

LiFePO4 バッテリーの容量範囲は、特定のモデルとメーカーによって異なります。LiFePO4 バッテリーの一般的な容量は、4Ah、10Ah、20Ah、50Ah、100Ah、150Ah などです。並列接続された LiFePO4 バッテリーの数を増やすと、全体の容量が高くなります。また、直列接続された LiFePO4 バッテリーの数を増やすと、バッテリー パックの全体の電圧が高くなります。

LiFePO4 とリチウムイオン (Li-ion) 電池のパラメータの比較

パラメータ	NMC（ニッケルマンガンコバルト）	LFP（リン酸鉄リチウム）
公称電圧	3.6V	3.2V
充電電圧	4.2V	3.65V
最小電圧	2.5V	2.5V
最大電圧	4.2V	3.65V
バッテリー容量 (mAh/g)	〜195	〜145
エネルギー密度（Wh/kg）	約240	約170
サイクル寿命	3000	5000
熱安定性と安全性	150～200℃	300℃

パラメータ	LiFePO4（リン酸鉄リチウム）	リチウムイオン（リチウムイオン）
公称電圧	通常セルあたり3.2V	通常、セルあたり3.6V～3.7V
エネルギー密度	リチウムイオン電池に比べて低い	LiFePO4バッテリーと比較して高い
サイクル寿命	サイクル寿命が長く、通常2000サイクルを超える	サイクル寿命は比較的短く、通常は500～1000サイクル程度です。
安全性	より安全で安定していると考えられる	追加の安全対策が必要
温度性能	極端な温度でも優れたパフォーマンス	高温に敏感
料金	一般的にコストが高い	比較的低コスト
アプリケーション	電気自動車、再生可能エネルギー貯蔵、医療機器	携帯電子機器、電動工具、家電製品

LiFePO4バッテリーの視覚的なエネルギー構造と動作原理

構造

右側では、LiFePO4 がバッテリーの正極として機能し、アルミホイルを介してバッテリーの正極端子に接続されています。中央では、ポリマーセパレーターが正極と負極を分離し、リチウムイオン (Li+) は通過できますが、電子 (e-) は通過できません。左側では、バッテリーの負極は炭素 (グラファイト) で構成されており、銅を介してバッテリーの負極端子に接続されています。

動作原理

充電中：

1. LiFePO4 は酸化反応を起こし、リチウムイオン (Li+) と電子 (e-) を放出します。
2. リチウムイオン（Li+）は電解質とセパレーターを通過して負極に到達します。
3. 負極では、リチウムイオン（Li+）が炭素（グラファイト）構造に蓄えられます。

放電中：

1. 負極に蓄えられたリチウムイオン (Li+) は、電解質とセパレーターを通過して正極に向かって戻ります。
2. 正極では、リチウムイオン（Li+）がLiFePO4と反応して還元反応を起こし、電子（e-）を放出します。
3. 放出された電子（e-）は外部回路を流れ、デバイスに電力を供給する電気エネルギーを生成します。
4. バッテリーの充電と放電に伴い、リチウムイオン (Li+) と電子 (e-) は前後に循環し続けます。

LiFePO4 バッテリーの容量を測定する方法

完全に充電されていることを確認してください: バッテリーと互換性のある充電器を使用して、フル容量まで充電してください。

専用機器の使用: 正確な測定とバッテリーの実際の容量の判定には、専用のバッテリー テスター (マルチメーター) を使用します。

放電テストを実行します。バッテリーを、バッテリーの安全な動作範囲内の一定の負荷に接続します。放電時間を記録して、バッテリーが所定の時間内に完全に放電する (最小電圧に達する) ことを確認します。

容量を計算します。次の式を使用してバッテリー容量を計算します: 容量 (Ah) = 放電電流 (A) x 放電時間 (時間)。

たとえば、バッテリーが 5 アンペアで 1 時間放電する場合、容量は 5 Ah になります。

LiFePO4 バッテリーのサイクル寿命と影響要因

充電と放電

バッテリーは過充電または過放電しないでください。充電器の接続と切断は速やかに行う必要があります。過充電と過放電はバッテリーのサイクル寿命に影響を及ぼす可能性があります。

LiFePO4 バッテリーの寿命を延ばす方法は?

LiFePO4 バッテリーの寿命を延ばすには、次のヒントを考慮してください。

1. 最適温度: LiFePO4 バッテリーは、適度な温度範囲内で最もよく機能します。バッテリーの性能に悪影響を与え、寿命を縮める可能性があるため、高温や低温などの極端な温度にさらさないでください。バッテリーは温度管理された環境で保管および使用してください。
2. 適切な充電: LiFePO4 化学用に特別に設計された充電器を使用して、LiFePO4 バッテリーを充電します。充電電圧と電流制限については、製造元の推奨事項に従ってください。バッテリーを急速充電したり、高電流で充電したりしないでください。過度の熱が発生し、バッテリーが損傷する可能性があります。
3. 過放電を避ける: LiFePO4 バッテリーは、定期的に完全に放電したり、深く放電したりしないでください。過放電は、回復不可能な損傷を引き起こし、バッテリーの寿命を大幅に短縮する可能性があります。可能な限り、放電深度 (DoD) を 80% 未満に保ってください。
4. 定期的なメンテナンス: LiFePO4 バッテリーの定期的なメンテナンス ルーチンを実施します。これには、バッテリーの電圧を定期的にチェックし、適切な接続を確認し、必要に応じて端子をクリーニングすることが含まれます。適切なメンテナンスを行うことで、問題を早期に特定し、最適なパフォーマンスを確保できます。
5. バランス充電: マルチセル構成で LiFePO4 バッテリーを使用する場合は、バランス充電システムを採用してください。これにより、バッテリー パック内の各セルが均等に充電および放電され、容量と寿命の低下につながるセルの不均衡を防ぐことができます。
6. 物理的損傷を避ける: LiFePO4 バッテリーは慎重に取り扱い、物理的損傷を受けないようにしてください。バッテリーを衝撃、振動、過度の機械的ストレスから保護してください。セルやパックが損傷すると、安全性が損なわれ、寿命が短くなる可能性があります。

電圧 (V)	容量（Ah %）	充電サイクル（毎日これらの電圧まで充電および放電する場合）	寿命（本来の容量の80%以上）
14.4V	100%	3200サイクル	9年
13.6V	100%	3200サイクル	9年
13.4V	99%	3200サイクル	9年
13.3V	90%	4500サイクル	12.5年
13.2V	70%	8000サイクル	20年
13.1V	40%	8000サイクル	20年
13.0V	30%	8000サイクル	20年
12.9V	20%	8000サイクル	20年
12.8V	17%	6000サイクル	16.5年
12.5V	14%	4500サイクル	12.5年
12.0V	9%	4500サイクル	12.5年
10.0V	0%	3200サイクル	9年

結論

LiFePO4 電圧チャートは、LiFePO4 バッテリーの電圧特性とそれに対応する容量、充電サイクル、および予想寿命を理解するための包括的なガイドを提供します。このチャートは、ユーザーが LiFePO4 バッテリーのパフォーマンスと寿命を最適化するための貴重な参考資料として役立ちます。

これらの包括的な電圧チャートを参照することで、ユーザーは電圧レベル、充電サイクル、予想寿命について十分な情報に基づいた決定を下すことができ、LiFePO4 バッテリーを効果的に利用および維持して、最適なパフォーマンスと寿命の延長を実現できます。

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1. LiFePO4とリチウムイオンの徹底比較

2. Lifepo4バッテリーを理解するためのチャート

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4. 直列および並列接続の LiFePO4 リチウム電池: 包括的な概要

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