LiTime 12V 100Ah LiFePO4 リン酸鉄リチウムイオンバッテリー - BMS内蔵

安全性が高く、長寿命なバッテリーとして人気を集めているリン酸鉄リチウム電池。

発火のリスクが少ないので常に監視が出来ないソーラー発電や車中泊の密室空間で使用しても安心です。

今回紹介するのはLI Time・リタイムというブランドのLFPバッテリーで、12V 100A と大容量ながら同サイズの鉛バッテリーと比較すると重量は3分の1ほどの軽さ。

自作のポータブル電源やキャンピングカーのサブ電源として使うには最適だと思います。

LI Timeは以前、ampere timeというブランド名でしたがリニューアルしたそうです。

LFPバッテリーは鉛バッテリーと比較するとそれなりに費用は必要ですが、消費電力の多い電気製品を使うなら必須でしょう。

LFP電池とは

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー(LFP電池)とはバッテリーの正極材料にリン・鉄・リチウムが使われているリチウムイオン充電池の一種です。

リチウム(Li)・鉄(Fe)・リン(P)の頭文字を取って LFP電池 とも呼ばれます。

従来のリチウム電池は内部から発生する酸素が原因で爆発する危険性があります。

しかし、LFP電池の場合は正極材料の結晶分子間の結合が強い為に酸素が離脱(発生)しにくい特性を持っています。

その為、発火のリスクが少なく安全性に優れているのです。

メリットをまとめると。

    LFP電池のメリット
  • 爆発・発火の危険性が低い
  • 充放電回数約4,000回と高寿命
  • 自己放電が僅かしかない
  • 重量は同容量の鉛蓄電池の3分の1ほど
  • 600℃まで熱分解が起こらない

対してデメリットを考えてみます。

ここではリチウムイオン電池の種類の中から比較してみます。

    LFP電池のデメリット
  • 体積エネルギー密度が低い
  • 特許が含まれるので価格が高い
  • 充電可能温度が10℃~50℃になっている

リチウムイオン充電池(二次電池)の中で比較してもLFP電池が優れていることが分かりますね。

LFP電池・リン酸鉄リチウムイオンバッテリー

LiTime LFP電池の詳細

LiTime 12V 100Ah LiFePO4 リン酸鉄リチウムイオンバッテリーのスペックは以下の通り。

【スペック】

セルタイプ:角形LiFePO4セル
公称容量:100Ah
公称電圧:12.8V
電力量:1280Wh
充電電圧:14.4V±0.2V
推奨充電電流:20A
最大放電電流:100A
最大5秒放電電流:100A
サイクル回数:4000回以上
内部インピーダンス:40mΩ以下
保護規格:IP65
充電温度:10℃~50℃
放電温度:-20℃~60℃
保存温度:-10℃~50℃

《その他》
端子サイズ:M8×1.25mm
重量:(約)11kg
サイズ:329mm×172mm×214mm
ケース材質:ABS樹脂
保証:5年

商品は専用の段ボール箱に入れられた状態で届きます。

LiTimeのバッテリーは専用の箱に入って届く

箱から取り出すと厳重なクッション材で梱包されていました。

厳重なクッション材で梱包されている

梱包されているアイテムは、バッテリー本体、取り扱い説明書、バッテリーターミナル端子です。

ターミナル端子は上部のクッション材に埋め込まれています。

梱包されているLFPバッテリー本体、取り扱い説明書、バッテリーターミナル端子

全面が光沢のあるブラックカラーで高級感がありますね。

全面が光沢のあるブラックカラー

バッテリー容量は100Ahです。

LiTime 12V バッテリー容量は100Ah

公称電圧が12.8Vなので電力量は 12.8V×100A=1280Wh になります。

あと、バッテリーにはBMS(安全制御システム)が内蔵されているので過充電、過放電、過電流、過熱、短絡を防いでくれます。

公称電圧が12.8Vなので電力量は 12.8V×100A=1280Wh

取っ手が付いているので持ちやすいです。

バッテリーの大きさの割には重量が11kgなので、それほど重く感じません。

バッテリーの大きさの割には重量が11kgなので重く感じません

ターミナル端子

梱包時にはバッテリーの上面はフラットになっています。

自動車の鉛バッテリーのような出っ張りは無い

バッテリーのターミナル端子には半透明のカバーがしてあります。

バッテリーのターミナル端子には半透明のカバーがしてある

その半透明のカバーを取り外すとM8ボルトが通せるネジ穴があります。

半透明のカバーを取り外すとM8ボルトが通せるネジ穴がある

このネジ穴に付属のM8ボルトを通すのです。

バッテリー端子のネジ穴には付属のM8ボルトを通す

M8ボルトに配線する時は、しっかりとネジを締め込まなければなりません。

理由は、ボルトが緩んでると電気抵抗が発生して熱を持つ為、危険ですからね。

ボルトが緩んでると電気抵抗が発生して熱を持つ

プラス端子とマイナス端子が接触しないように付属のカバーをしておきます。

プラス端子とマイナス端子が接触しないように付属のカバーをする

収納ケース

バッテリーの収納ケースとして利用したのは『ドカット D-4500』という工具箱です。

以前、鉛バッテリーで作ったポータブル電源のケースとして利用していました。

耐荷重は何と627kgfと高強度です。

ドカット D-4500

ケースの内寸は、340mm×200mm×238mm(中皿無しの状態)です。

バッテリーの外寸が329mm×172mm×214mmなので、これはいけそうな予感…

ドカット D-4500の中

予想通り、バッテリーがドカット D-4500にジャストフィットしました!

バッテリーとケースの隙間にシガーソケット分配器を取り付けたので、ガタツキもありません。

電圧計、電流計、電力計のメーターも取り付けています。

予想通りケースにLiTime 12V 100Ahがジャストフィット

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使用時間

このバッテリーの電力量は1280Whなので、単純に計算すると消費電力100ワットの電気製品が12時間以上使えるという事。

でも、実際には放電深度(DOD)を深く使い過ぎるとバッテリーの劣化を早める原因になるので、そんなに使えません。

今回は、使用した電気製品の電圧と電力量を計測してみたいと思います。

カタログに記載されている「バッテリー電圧での電力目安表」では、無負荷状態の電圧13.2Vで容量が70%となっています。

ということは、現在のバッテリー電圧が13.19Vなので、残量67%くらいでしょうかね。

【電圧での目安表】

13.3V:90%
13.2V:70%
13.1V:40%
13.0V:30%

ソーラーパネルとMC4型コネクター

そして、いつも車中泊やキャンプで使用している直流12V用のLED電球を点灯してみます。

このLED電球の定格消費電力は6Wです。

直流12V用のLED電球を点灯してみる

しかし、実際に6WのLED電球を計測してみると消費電力は4.6Wでした。

電圧降下でバッテリーは13.18Vになりました。

実際にLED電球を計測してみると4.6W

そして、LED電球を点灯させたまま24時間が経過しました。

LED電球を点灯させたまま24時間後

24時間での積算電力量は112Wh、電圧は13.07Vになりました。

カタログの電力目安表では、バッテリー電圧13.1Vで容量が40%となっています。

という事は、仮にバッテリーを無負荷状態にして電圧が13.08Vまで戻ったとしても、電力目安表では残量38%くらいとなります。

計測スタート時の残量67%-終了時の残量38%=29%ほど使用した計算になります。

ん!?カタログ目安では371.2Whの消費?

実際の消費電力112Whとは、かなりの差があります。

まあ、使う電気製品によって電圧降下が変わってくるので、このカタログの電力目安表はあてにならないでしょうね。

バッテリーの電圧で容量の目安を知る

ソーラーパネルで充電

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーをソーラーパネルで充電してみます。

使用したソーラーパネルは「Renogy 100W 折畳式単結晶ソーラーパネル」です。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーをソーラーパネルで充電

充電システムは、こちらで製作したものを移植していますので興味があればご覧ください。

バッテリーはソーラパネルの陰に入れておきます。

バッテリーはソーラパネルの陰に入れる

充電可能温度が10℃~50℃ですが、パネルの日陰なら大丈夫です。

充電可能温度が10℃~50℃

このチャージコントローラーは初期値のバッテリー種類設定が「鉛バッテリー」になっているので手動で「リチウムイオンバッテリー」に変更します。

RENOGY PWM チャージコントローラー10Aの場合は、まずSELECTボタンを押してバッテリー電圧の表示画面を出します。

そして、ENTERボタンを3秒ほど長押しすれば設定画面を表示させる事が出来ます。

設定画面で電池の種類をLI(リチウムバッテリー)に変更した後に、最大充電電圧を14.4Vに変更します。

取扱説明書には奨励充電電圧が14.2V~14.6Vになっていたので安全の為に中間値を取りました。

チャージコントローラーの設定が完了したら充電を開始します。

9月の後半、快晴でソーラーパネルからの充電電圧は14.1Vになっています。

チャージコントローラーのバッテリー設定をリチウムイオン電池に合わせる

そして、充電電流は5.7Aです。

という事は、14.1V×5.7A=80.37Wで発電している計算ですね。

14.1V×5.7A=80.37Wで発電している

このバッテリーを満充電するには、300Wのソーラーパネルで一日かかるようです(4.5時間以上快晴だった場合)。

しかし、今回は満充電100%(13.5V)には届かなかったものの、目安のバッテリー電力残量が38%(13.08V)から13.39Vまで上がりました。

常にソーラーパネルを太陽の方角に向ける事が出来れば2日で満充電になりそうですね。

晴天で太陽の方角に常時ソーラーパネルを向ける事が出来れば2日で満充電になりそう

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを充電する時には専用の充電器が必要です。

最近のチャージコントローラーにはリチウムイオンバッテリー対応のものが多いですが、中古品でソーラー発電システムを揃える時には注意が必要ですね。

これから、色々と検証して後日追記したいと思いますので、ご参考までに。

    LFPの取り扱い重点ポイント
  • LIモード付きのチャージコントローラーが必要
  • 充電時の最高電圧は14.2V~14.6Vにする
ポータブル太陽光発電で充電

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【太陽光発電】

自然災害が多発している今、再生可能エネルギーが見直されています。空地だった場所がいつの間にかソーラーパネルが敷き詰められて広大なメガソーラー発電所になっていたりします。

新興住宅街には屋根にソーラーパネルを設置して自家発電している新築住宅もあちこちで目につきますね。
灯油で使う石油ボイラーやストーブを撤去してオール電化にしている家庭も多いのではないでしょうか?

太陽光発電をしている家庭のほとんどは売電を目的として設置しているので、ちょっとポケットマネーで始めようかという訳にはいきません。

このページでは、オフグリッドのソーラー発電を自動車のバッテリーに蓄電して夜間に使用するといった独立型太陽光発電システムの制作について説明しております。

電気を扱うので取り扱いを間違えると火災や火傷などの危険を伴います。自己責任の上、十分ご注意願います。

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