LFPの弱点？リン酸鉄リチウムイオンバッテリーのデメリット

こんにちは。電源LABO、運営者の「きっちゃん」です。

最近、ポータブル電源やEV（電気自動車）で「リン酸鉄リチウムイオンバッテリー（LFP）」という言葉をよく聞くようになりましたよね。

安全性が高くて寿命が長い、というのがウリですが、「本当にいいことばかりなの？」と気になっている方も多いと思います。

あ、ちなみに製品によっては「Lifepo4」とか「LiFePO4」って書かれていることも多いですが、これらは全部「リン酸鉄リチウムイオンバッテリー」のことで、この記事で言う「LFP」と同じものを指しています。

化学式（LiFePO4）で呼ぶか、略称（LFP）で呼ぶかの違いだけなので、混乱しないでくださいね！

「リン酸鉄リチウムイオンバッテリーのデメリットって何だろう？」
「もしかして重いとか、価格が高いんじゃないの？」
「寒い場所での性能や、正確な残量表示は大丈夫？」
「EVだと航続距離が短くなるって本当？」
「万が一の爆発や発火といった安全性の懸念、廃棄の方法は？」

など、購入前に知っておきたいネガティブな情報って、なかなか見つかりにくいかもしれません。

この記事では、そうした皆さんの疑問に答えるため、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーのデメリットや注意点を、私なりに分かりやすく掘り下げていきます。

購入後に「こんなはずじゃなかった！」と後悔しないために、ぜひ参考にしてみてください。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーのデメリットとは？

まずは、リン酸鉄リチウムイオンバッテリー（LFP）が持つ、技術的・物理的な「弱点」について見ていきましょう。

特にサイズや重さ、そしてコスト感は、購入を決めるときの大きなポイントになりますよね。

これらのデメリットは、LFPの化学的な特性と深く関わっています。

エネルギー密度の低さ：重い

LFPの最大のデメリットとしてよく挙げられるのが、これかなと思います。

「エネルギー密度が低い」ということです。

「エネルギー密度」というのは、バッテリーの体積（サイズ）や重量あたりに、どれくらいの電気を溜め込めるか、という指標です。

LFPは、これまで主流だった「三元系（NCM：ニッケル・コバルト・マンガン）」と呼ばれるタイプのバッテリーと比べると、このエネルギー密度が低いんです。

これがどういうことかと言うと、同じバッテリー容量（Wh）の製品を作ろうとした場合、LFPを採用したモデルはどうしてもサイズが大きく、そして重くなってしまうんです。

例えば、ポータブル電源で持ち運びを重視する場合、この「重さ」は結構なネックになるかもしれません。

同じ容量でも、三元系モデルよりLFPモデルの方がズッシリと重い…なんてこともありますからね。

なぜエネルギー密度が低いの？

この理由は、LFPの化学的な特性にあります。一番大きな要因は「セル単体の電圧が低い」ことです。

バッテリーのエネルギー量（Wh）は「電圧(V) × 容量(Ah)」で決まります。

LFPは、この電圧が三元系よりも低いので、同じ体積や重さで蓄えられるエネルギー量が本質的に不利になってしまう、というわけです。

でも、興味深いことに、この「電圧が低い」という特性こそが、LFPの最大のメリットである「安全性の高さ」（過電圧になりにくいなど）にも貢献しています。

つまり、デメリットである「エネルギー密度の低さ」は、メリットである「安全性の高さ」と表裏一体のトレードオフなのです。

W（ワット）とWh（ワットアワー）の違いについて、こちらの記事で詳しく取り上げています。合わせてご覧ください。
⇒W（ワット）とWh（ワットアワー）の違いを解説！最適なポータブル電源選びの鍵

LFPと三元系（NCM）の特性比較（イメージ）

ここで、LFPと三元系の違いを簡単に表にまとめてみますね。（※あくまで一般的な傾向です）

特性	リン酸鉄（LFP）	三元系（NCM）
エネルギー密度	低い（重く、大きい）	高い（軽く、小さい）
安全性（熱安定性）	非常に高い (熱分解 ~700℃)	低い (熱分解 ~200℃)
サイクル寿命	非常に長い (2000〜4000回)	短い (500〜2000回)
公称電圧	低い (約3.2V)	高い (約3.6-3.7V)
低温特性	弱い（特に充電）	比較的強い
コスト（材料）	安い（鉄・リン）	高い（コバルト・ニッケル）

EVでの航続距離の課題

この「エネルギー密度の低さ」というデメリットは、電気自動車（EV）の世界でも大きな課題になります。

車体という限られたスペースにバッテリーを積むわけですから、エネルギー密度が低いLFPだと、どうしても搭載できるバッテリー容量が少なくなってしまいます。

結果として、三元系バッテリーを積んだEVに比べて、一回の充電で走れる航続距離が短くなってしまう傾向があります。

特に、航続距離の長さが商品力に直結するミドルクラス〜アッパークラスの乗用車では、これまでLFPの採用は限定的でした。

技術革新によるデメリットの克服

ただ、この弱点もメーカー各社の努力で克服されつつあります。

例えば、テスラがスタンダードモデルにLFPを採用したことは有名です。

彼らが使っている「セル・トゥ・パック（Cell to Pack）」という技術は、バッテリーセルの集合体である「モジュール」という単位を省いて、セルを直接バッテリーパックに詰め込む技術です。

これにより、モジュール分の余計なスペースや部品をなくし、パック全体のエネルギー密度を高めることに成功しています。

LFPはもともと安全性が高いので、こうした構造の簡素化がしやすい、という側面もあるようです。

航続距離がそこまで重要視されない商用車や、コストと安全性を重視するエントリーモデルのEVでは、LFPの採用がどんどん進んでいますね。

初期費用が高いのはなぜ？

「LFP搭載のポータブル電源って、なんか高くない？」と感じたことはありませんか？

さっきの比較表で「材料コストは安い」と書いたのに、不思議ですよね。

実はこれも、LFPのデメリットのひとつと言えます。

LFPに使われている「鉄」や「リン」といった材料自体は、三元系に使われるコバルトやニッケルといった高価なレアメタルに比べて安価で、資源的にも豊富です。

それなのに製品価格が高くなりがちなのには、大きく分けて2つの理由があります。

理由①：高度な製造プロセス

ひとつは、高性能なLFPセルを作るための製造プロセスが複雑で、コストがかかることです。

材料の均一性を保ちながら高い性能を引き出すには、高度な技術と厳格な品質管理が必要になるそうなんです。

理由②：高性能なBMSが必須

もうひとつは、後でも詳しくお話ししますが、LFPの特性上、バッテリーを賢く管理するための高性能な「BMS（バッテリーマネジメントシステム）」が必須になるからです。

このBMSにも当然コストがかかるため、これらが合わさって最終的な製品価格、つまり私たちが支払う「初期費用」が高くなってしまうんですね。

ただし、トータルコスト（TCO）は安いかも？

ここで大事なのが、「初期費用は高いけど、長く使えばお得」という視点です。

LFPの最大のメリットは、なんといっても「寿命の長さ」です。

三元系バッテリーのサイクル回数（充放電できる回数）が500〜2000回程度なのに対し、LFPは2000回〜4000回と、数倍も長持ちすると言われています。

これを「TCO（Total Cost of Ownership：総所有コスト）」と言いますけど、1回あたりのコストで考えると、LFPは圧倒的に安くなる可能性が高いんです。

このように、長く使うことを前提にするなら、LFPはむしろ経済的な選択肢と言えるかもしれませんね。

ポータブル電源選びの注意点

ここまでの話をまとめると、ポータブル電源を選ぶときの注意点が見えてきます。

もしあなたが「とにかく軽くてコンパクトなモデルがいい！」「登山やハイキングで数回使う程度」というなら、LFP搭載モデルはデメリット（重さ・サイズ）が目立ってしまうかもしれません。

従来（いままで）の三元系モデルの方が、ニーズに合う可能性があります。

逆に、「重さやサイズはそこまで気にしない。それよりも、安全に、長〜く使いたい」「キャンプで毎週のように使う」「家庭用の蓄電池として据え置きたい」という方には、LFPはすごく魅力的な選択肢になります。

特に大容量モデルや家庭用蓄電池は、もともとサイズや重量が大きいため、LFPのデメリットが相対的に問題になりにくいんですね。

ポータブル電源はバッテリーの種類以外にもたくさんの選ぶ基準があります。

低温下での性能低下と充電

これは、特に冬のアウトドアや寒い地域で使おうと考えている方には、ぜひ知っておいてほしいデメリットです。

LFPバッテリーは、三元系バッテリーと比べて「寒さ」に弱いという重大な特性があります。

気温が0℃近くになると、まず充電にかかる時間がすごく長くなってしまいます。

さらに氷点下（例えば-20℃とか）になると、化学的な反応が鈍くなって、バッテリーが電気を受け付けにくくなり、最悪の場合、充電できなくなってしまうんです。

具体的には、電解液のイオン伝導性（イオンの通りやすさ）が低下したり、負極（黒鉛）にリチウムイオンがスムーズに挿入されにくくなったりする化学的な現象が起こるためです。

放電（電気を使うこと）も同じで、寒いとバッテリー内部の抵抗が大きくなって、取り出せる電気の量が減ってしまう（＝実効容量が減る）ことがあります。

冬キャンプや車中泊での「充電停止」に注意！

多くのLFP製品には、バッテリーを守るために「BMS」という管理システムが入っています。

このBMSが「寒すぎる！」と判断すると、バッテリーの劣化を防ぐために自動で充電をストップするように設計されていることが多いんです（例えば「充電は0℃〜45℃の範囲のみ」など）。

これは安全のためには必要な機能なんですが、利用者からすると「朝、ソーラーパネルで充電しようと思ったのに、寒くて充電が始まらない…」という、かなり困った事態になります。

高性能なモデルだと、バッテリー自体を温める「ヒーター機能（プリヒーティング機能）」が付いていることもありますが、そのヒーターを動かすためにも当然、バッテリーが蓄えた電気を使います。

つまり、寒い場所でのLFP運用は、「バッテリー自体の性能低下」に加えて「ヒーターによる電力消費」という二重のエネルギーロスも覚悟しておく必要がありそうです。

対策としては、なるべくバッテリーを冷やさない（例：保温ケースに入れる、寝袋に入れる）か、暖かい車内や室内に持ち込んでから充電する、といった工夫が必要になります。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーのデメリットと誤解

ここまでLFPの「弱点」を見てきましたが、世の中には「デメリット」と誤解されている情報もあるようです。

ここでは、そうした技術的な課題や、安全性・寿命に関する「ホントのところ」を掘り下げてみます。

LFPのデメリットと検索する方は、こうした「誤解」による不安を抱えていることも多いですからね。

正確な残量表示が難しい理由

「LFPの残量計って、なんかアテにならない…」
「さっきまで90%だったのに、急に0%になった！」

そんな話を聞いたことはありませんか？

実はこれ、LFPの「特性」に理由があります。

多くのバッテリーは、残量が減るにつれて電圧（電気を押し出す力）も一緒に下がっていきます。

だから、電圧を測れば「あ、今だいたい何％だな」と予想がつくんです。

ところがLFPは、残量が90%でも20%でも、電圧がほとんど変わらない（平坦）という、すごくガンコな特性を持っています。

これは、接続している電気製品に安定した電圧を供給し続けられる、という点では大きな「メリット」なんですが、残量を測る側からすると最悪なんです。

電圧計ベースの単純な残量計だと、ずーっと「満タン近いですよ」という顔（電圧）をしておきながら、ある一定の残量を下回った瞬間に電圧がガクンと急降下（クリフ）し、いきなり「0%」になってシャットダウンする…なんてことが起こり得ます。

高精度BMS（クーロンカウント）が必須

この問題を解決し、スマホのように「残り98%」といった正確な残量表示を実現するには、単純な電圧測定ではなく、もっと高度な方法が必要です。

それが「クーロンカウント（電流積算法）」と呼ばれる技術です。

これは、バッテリーに出入りする電流（A）を時間（h）で精密に積算し、今どれくらいの容量（Ah）が残っているかを常に計算し続ける方法です。

このクーロンカウントを実行するためには、高性能なマイクロプロセッサや精密なセンサーを備えた、高度なBMS（バッテリーマネジメントシステム）が絶対に必要なんです。

逆に言えば、安価なLFP製品で、このBMSがしっかりしていないものを選んでしまうと、「残量表示がまったく信用できない」という大きなデメリットに直面する可能性があるので、注意が必要です。

そして、この「高性能BMSが必須」という点が、先ほどの「初期費用が高い」というデメリットにも直結しているわけです。

BMSの仕組みについて、こちらの記事で詳しく取り上げています。
⇒ポータブル電源のBMSとは？安全と寿命を左右する仕組み

寿命は本当に短いのか？

これは、はっきり「誤解です」と言えます。

むしろ、LFPの最大のメリットは「寿命の長さ」にあります。

「バッテリー＝消耗品」というイメージから、「LFPもすぐに劣化するのでは？」と心配になるかもしれませんが、その心配はご無用です。

一般的に、バッテリーの「寿命」は、充放電を繰り返して、元の容量の何％（例：80%）まで蓄電能力が落ちたか、で示されます。

LFPは三元系の数倍も長持ち！

（※上記はあくまで一般的な目安の数値であり、使用環境やメーカーによって異なります）

このように、他のバッテリーと比べてもLFPの寿命は圧倒的です。

毎日充放電を繰り返しても、10年近く使える計算になるものもあります。

初期費用は高くても、これだけ長く使えるなら、TCO（総所有コスト）はLFPの方が断然お得になる、というのは先ほどお話しした通りです。

LFPに関して「寿命」をデメリットとして心配する必要は、まずないと言っていいと思います。

安全性：爆発や発火の危険は

「リチウムイオンバッテリー」と聞くと、モバイルバッテリーが膨らんだり、発火したりするニュースを思い出して、「LFPも爆発したりしないの？」と不安になるかもしれません。

これも、LFPに関しては「最大の誤解」と言っていいと思います。

そもそもLFPが注目されている一番の理由が、この「安全性の高さ」なのです。

ユーザーさんは「リチウムイオンバッテリー」という大きなカテゴリの危険性を、LFPにも当てはめて心配していることが多いですが、実際には「従来のリチウムイオンバッテリーの安全性問題を解決するために普及しているのがLFP」と理解するのが正しいです。

LFPが安全な技術的理由

なぜLFPがこれほど安全と言われるのか、その技術的な理由を少しだけ紹介します。

高い熱安定性（熱分解温度）

LFPの正極材（リン酸鉄）は、化学的にすごく安定した「オリビン」という結晶構造をしています。

このため、熱分解（熱で壊れ始めて暴走する）が始まる温度が約700℃と、三元系（約200℃）と比べてめちゃくちゃ高いのです。

つまり、非常に熱暴走しにくく、発火や爆発のリスクが極めて低いのです。

内部短絡への耐性

バッテリーにとって一番過酷な試験の一つに「釘刺し試験（内部でショートを無理やり起こす試験）」があります。

従来のバッテリーではこの試験で発火・発煙しやすいのですが、LFPはこれをクリアし、発火しにくい特性が確認されています。

低電圧であることの貢献

最初にお話しした「電圧が低い（約3.2V）」という特性も、過電圧によるバッテリーへのストレスを減らし、システム全体の安全性を高めることに貢献しています。

もちろん、「絶対に安全」とは言い切れません。

どんなバッテリーでも、強い衝撃を与えたり、設計の想定を超えるような間違った使い方をしたりすれば危険は伴います。

でも、他のリチウムイオンバッテリーと比べた場合、LFPは群を抜いて安全性が高い技術だと言えます。

製品の選択肢は少ない？

「LFPのポータブル電源を探してるけど、三元系のモデルに比べて種類が少ない気がする…」

これは、少し前までは確かに「デメリット」だったかもしれません。

市場は長らく、小型・軽量化しやすい三元系バッテリーが主流でした。

コンシューマー向け製品は、どうしても「軽さ・小ささ」が優先されがちでした。

でも、ここ数年で状況は一変しました。

ポータブル電源の火災事故などが報道されるにつれ、「安全性」や「長寿命」を重視するユーザーさんが急激に増えました。

そのニーズに応える形で、AnkerさんやJackeryさん、EcoFlowさんといった大手メーカーが、こぞってLFP搭載モデルを主力商品として投入しています。

これは、市場全体が「小型・軽量」よりも「安全性」や「長寿命」を重視する流れに変わってきた証拠だと思います。

なので、「選択肢が少ない」というデメリットは、技術的な欠点ではなく、一時的な市場の移行フェーズの問題であり、今や急速に解消されつつあると言っていいかなと思います。

廃棄の方法とリサイクル

「LFPバッテリーって、捨てるときはどうするの？特別で面倒なんじゃない？」という心配もあるかもしれません。

これについては、LFPだから特別ということはなく、他のリチウムイオンバッテリー（三元系など）や、ニカド電池、ニッケル水素電池といった「小型充電式電池」と基本的なルールは同じです。

ポータブル電源やモバイルバッテリーなどの小型充電式電池は、資源有効利用促進法に基づき、リサイクルが義務付けられています。そのため、一般のゴミとして捨てることはできません。

お住まいの自治体のルール（例：危険ごみ、小型家電回収など）を確認するか、一般社団法人JBRCの「リサイクル協力店」（家電量販店、ホームセンターなど）に設置されている黄色の「小型充電式電池リサイクルBOX」に持ち込むのが一般的な方法になります。

（出典：一般社団法人JBRC『リサイクル協力店検索』）

廃棄・リサイクルはルールを厳守！

バッテリーの廃棄方法を間違えると、ゴミ収集車や処理施設での火災といった重大な事故につながる恐れがあります。

絶対に一般ゴミ（可燃・不燃）には混ぜないでください。

特に、膨張したり、破損したり、液漏れしたりしているバッテリーは非常に危険です。

リサイクルBOXには入れず、必ず購入したメーカーや、お住まいの自治体の清掃局に相談してください。

詳しい廃棄方法や回収場所については、製品メーカーの公式サイトを確認するか、お住まいの自治体、またはJBRCのウェブサイトで確認するようにしてください。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーのデメリット総括

さて、ここまで「リン酸鉄リチウムイオンバッテリーのデメリット」について、いろいろと見てきました。

LFPには確かにデメリットが存在しますが、その多くは「誤解」であったり、「メリットとのトレードオフ」であったりすることが、お分かりいただけたかなと思います。

最後に、LFPの「本当の」デメリットをもう一度おさらいしておきます。

LFPの「本当の」デメリット（トレードオフ）

こうして見ると、LFPのデメリットは「安全性」や「長寿命」という大きなメリットと表裏一体の「交換条件」であることが分かります。

また、これらのデメリットも、セル・トゥ・パック技術や、高性能BMSによる加熱・制御技術などによって、急速に克服されつつあります。

大事なのは、あなたがバッテリーを使う用途（例えば、登山で軽量性を重視するのか、キャンプで安全性を重視するのか）において、これらのデメリットが許容できるかどうか、だと思います。

この記事が、あなたがリン酸鉄リチウムイオンバッテリーを選ぶ上での参考になれば嬉しいです！