UL／CE認証済み住宅用エネルギー貯蔵システム

基本特徴: リチウム鉄リン酸（LiFePO₄、LFP）電池は、正極活物質にリチウム鉄リン酸を、負極にグラファイトを、電解液に混合炭酸エステル系溶液を用いるものであり、現在、動力およびエネルギー貯蔵分野における主流の電池タイプです。その主要な利点は、安全性、長寿命、環境への配慮性およびコストパフォーマンスの高さにあります。電圧プラットフォームは3.2Vで安定しており、充放電時の化学反応は穏やかで、極めて高い熱的安定性を示します。ニードルペネトレーション試験、圧縮試験、高温保存試験などの厳しい安全性試験に合格し、GB 38031-2020規格の要求を満たします。熱暴走発生後5分以内に火災や爆発のリスクがなく、三元系電池と比較して顕著な安全性の優位性を有しています。

サイクル寿命は、当社のコアな競争優位性です。中国国家標準GB/T 36276によると、容量劣化率が80％に達した時点を基準として、主流製品は放電深度（DOD）80％において3,000～4,000サイクルを実現しています。一方、ハイエンド製品は実験室条件下で6,000サイクルを超える性能を発揮します。実際の応用では、家庭用エネルギー貯蔵用途においてはSOC（State of Charge）20％～80％の範囲で充放電を行うため、年間劣化率はわずか2.5％にとどまり、寿命は12～15年となります。また、50％の浅充放電モードでは、サイクル数を最大8,000回まで延長可能であり、太陽光発電連携型エネルギー貯蔵システムにおける高頻度サイクル運用要件に完全に適合します。

継続的な技術革新により、性能面での課題が解決されつつあります。第4世代の高電圧密度製品は量産化を実現しており、単セルエネルギー密度は190 Wh/kg、システムエネルギー密度は205 Wh/kgを超え、ニッケル・マンガン・コバルト（NMC）系三元系バッテリーに迫る水準に達しています。同時に、新規電解液および熱管理技術の最適化により、マイナス30℃の低温環境における航続距離の低下は20％以内に抑えられており、4C超急速充電技術を用いれば15分間で充電量を80％まで達成できます。これにより、従来の課題であった低温性能および急速充電に関する問題が解決されています。

環境面およびコスト面での優位性が顕著です。コバルトやニッケルなどの希少な重金属を含まず、RoHSおよびREACHの環境規制に適合しています。ライフサイクル全体を通じて低炭素排出を実現し、廃止後はGB/T 34015-2017規格に従って無害に分解・再資源化が可能です。また、原材料が容易に調達可能なため、三元リチウム電池と比較してコストが15～20％低減されます。さらに、バッテリー管理システム（BMS）は3段階の故障警告機能およびミリ秒レベルの回路遮断応答をサポートしており、大規模エネルギー貯蔵発電所における冗長性設計要件を満たしています。

典型的な用途: その優れた性能特性により、多様な応用シナリオを広範にカバーしています。新エネルギー車分野では、BYD社のブレードバッテリーなどの製品が、60万キロメートルに及ぶ安定した車両走行を実現しています。エネルギー貯蔵分野では、太陽光発電／風力発電用エネルギー貯蔵システムおよび送配電網のピークカットプロジェクトで主流となっており、家庭用エネルギー貯蔵システムにも適しています。商用シーンにおいては、電動バス、低速電動車、通信基地局など、安全性と長寿命が特に求められる機器において、本製品がコア電源として採用されています。グローバル市場規模は年平均成長率20％以上を維持しており、2028年には1,500億元を超えると予測されています。

主流の正極材料製造プロセス：正極材料は、電池性能を決定するコア部品であり、その製造には前駆体の製造と合成という2つの主要な工程が含まれます。カーボサーマル還元固相反応法が、業界で主流の工業的製造プロセスです。

第1段階では、リン酸鉄前駆体の製造を行います。鉄源として硫酸第二鉄七水和物を、リン源として工業用リン酸を用い、過酸化水素によりFe²⁺をFe³⁺に酸化します。アンモニア水を用いてpHを1.5～2.5に調整し、リン酸鉄を沈殿させます。プレート・アンド・フレーム式フィルターによるろ過および純水洗浄により不純物を除去した後、材料をフラッシュ乾燥し、500～600°Cで焼成して、鉄対リン比が約0.97:1の電池級リン酸鉄二水和物前駆体を得ます。

第二段階は、リン酸鉄リチウムの合成である。無水リン酸鉄、炭酸リチウム（化学量論比に対して105％）、およびグルコースを炭素源として混合する。この混合物を湿式粉砕し、D50が0.2–0.6 μmの微細スラリーとする。スプレードライイング後、得られた材料を窒素雰囲気下でローラー窯へ送り、2段階焼成を行う：まず350°Cで4時間原料の予備分解を行い、その後700–800°Cまで加熱して9–20時間かけてカーボサーマル還元を完了させる。炭素源はFe³⁺をFe²⁺に還元するとともに、粒子表面に導電性の炭素被覆層を形成する。焼成後、材料はエアジェットミリング、分級篩分け、および強磁性鉄除去を経て、最終的にオリビン型結晶構造を有し、比容量が155–165 mAh/gの黒色複合正極材料を得る。

液相法は補助的なプロセスであり、例としてデファン・ナノ社の自己加熱蒸発法が挙げられる。このプロセスは比較的単純で、原料をスラリー状に混合・溶解した後、反応槽内で予熱および自己蒸発を行ってハニカム状のゲル前駆体を形成する。その後、初期粉砕および流動層乾燥を経て、材料を焼成する。この方法では、別途リン酸鉄前駆体を製造する必要がなく、材料の混合均一性が向上する一方で、温度制御の精度がより高く求められる。現在、主に高級エネルギー貯蔵用バッテリーの製造に用いられている。 II．セル組立および後工程：正極活物質が製造された後、コーティング・ローリング・スリッティングを経て正極シートが形成される。その後、グラファイト負極シートおよびセパレーターとともに「正極－セパレーター－負極」の構造で積層または巻き取りを行い、角型電池ではアルミニウム製外装ケース、円筒型電池では鋼製外装ケースに収容してセルを形成する。炭酸エステル系混合電解液を注入した後、セルはフォーメーション工程を経て活性化される。定電流・定電圧充電により、電極表面にSEI（固体電解質界面）不動態化膜が形成される。最後に、エージング、容量測定および選別を行い、容量および内部抵抗が規格に適合しない製品を除去し、セルの一貫性を確保する。

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