弊社でも2年程前からリチウムイオンバッテリーのテストを重ね、販売が秒読み段階となりました！
そこで今回はリチウムイオンバッテリーと従来の鉛バッテリーの違いについて書いて行きたいと思います。
目次
- 鉛バッテリーとは
- リチウムイオンバッテリーとは
- リチウムイオンバッテリーと鉛バッテリーの種類
- リチウムイオンバッテリーと鉛バッテリーのサイクル数（寿命）比較
- リチウムイオンバッテリーと鉛バッテリーの重さ比較
- リチウムイオンバッテリーと鉛バッテリーの電圧と電圧比較
- リチウムイオンバッテリーと鉛バッテリーの価格比較
- リチウムイオンバッテリーと鉛バッテリーのメリット、デメリット
- 「ENERGY」リチウムイオンバッテリー
鉛バッテリーとは
鉛バッテリーの歴史は古く1859年にフランスの科学者「ガストン・プランテ」により発明されました。
箱の中に6個のセル（部屋）があり、6個のセルそれぞれにプラスの極板（正極）に二酸化鉛（鉛と酸素の化合物）、マイナスの極板（陰極）に海綿状の鉛、電解液として希硫酸を用いた構造です。
公称電圧は単セルあたり2.1Vと比較的高い電圧を発生させることができ、
電極材料の鉛が安価であることから、鉛バッテリーは安価な蓄電池として世界で最も生産されてます。
自動車のバッテリーとして広く利用されているのをはじめ、電動フォークリフト、ゴルフカート、バスボートのセルモーターのクランキングなど幅広く使われています。
一方、比重が重い鉛と希硫酸という重く危険なバッテリーな為、漏洩や破損など取り扱いには注意が必要です。
また、サルフェーション現象（充電時や放電時に化学反応に失敗した物質がマイナス（負極板）に結晶化しバッテリーの性能を低下させる現象）が生じますので、リチウムバッテリーと比べるとサイクル回数が少ないく、寿命が短いのが特徴です。
リチウムイオンバッテリーとは
リチウムイオンバッテリーは1980年頃から開発が進められ、製品化されたのは1990年に入ってからと比較的新しい存在です。
箱の中にリチウムイオン畜電池を直列で繋ぎ、それらをBMS(小型の基盤）を介してプラスの極板（正極）にリチウム、マイナスの極板（陰極）に炭素系素材を用いた構造です。
リチウムイオンバッテリーはリチウムポリマー、リン酸鉄リチウム、コバルト酸リチウム、ニッケルコバルトマンガン酸リチウムなど種類があります。
種類によって重さや単セルあたりの公称電圧を2.4V～4.2Vと変える事ができますので、固定の電圧（V) に 電池の部屋（セル）数を掛けることで、12V、24V、36Vなど一つのバッテリーで自由に電圧を発生させる事ができます。
希硫酸のような危険な液体を使用してませんので、傾けたり破損したとしても安全です。
また、放電時の化学反応の失敗が少なく、*サイクル回数が多く寿命が長いのが特徴です。
「電圧の自由度が高い」「軽い」「大容量電力を蓄電できる」「安全性」などの観点から、スマートフォンやカメラなど小型の電子製品から、電力の消費が多いエレクトリックモーター、ハイブリットカーなど、現代の電子機器には欠かせない存在になっています。
一方、鉛バッテリーに比べ製作コストが高く、とても高額なのでバスフィッシングへの導入には躊躇されてる方も多いようです。
*サイクル回数とは
満充電から残量0までを「1サイクル」と考えます。
「サイクル回数2000回」であれば満充電から残量0までを2000回繰り返すと寿命を迎えるという意味です。
鉛バッテリーとリチウムイオンバッテリーの種類
自動車やバイク、スマートフォン、PCなど身近なところで使用している「バッテリー」。
鉛バッテリーとリチウムイオンバッテリーにも種類があり、それぞれの特徴に合った使用用途で使われています。
ここでは代表的なバッテリーの種類と用途について、簡単に説明していきます。
鉛バッテリー
鉛バッテリーは自動車のバッテリーとして誰しも馴染みがあるのではないでしょうか？
歴史が古く、多くの方が使ったことのあるであろう鉛バッテリー。
その鉛バッテリーの主な2種類の特徴を見ていきましょう。
ディープサイクルバッテリー
ディープサイクルバッテリーは0-100％までバッテリー残量を使うことのできるバッテリーです。
一般的には車から船舶まで幅広く使用されるバッテリーで、密閉型は寿命を迎えるまでメンテナンスをする必要がありません。
・メリット
最大放電電流が大きい、安価
・デメリット
寿命が短い
代表的なバッテリーでは、「ACデルコ マリン用メンテナンスフリー」など。
スターターバッテリー
内部抵抗を抑えることで、従来の鉛バッテリーよりも速く放電されます。
ディープサイクルバッテリーとは違い一定のバッテリー残量を残しておく必要があるため、エンジンのクランキング、アクセサリーの作動に用いられています。
こちらも密閉型はメンテナンスの必要はありません。
・メリット
最大放電電流が大きい、安価
・デメリット
寿命が短い
代表的なバッテリーでは「オプティマ イエロートップ、レッドティップ」シリーズです。
国内でもバスボートユーザーを中心に使用率の高いバッテリーです。
リチウムイオンバッテリー
リチウムイオンバッテリーは掛け合わせる素材によって、単セルあたりの電圧を変えることができます。
それに伴い、安全性や寿命も種類によって様々です。
リチウムイオンバッテリーの種類による特徴の違いを見ていきましょう。
リン酸鉄リチウム（LifePO4)
リン酸鉄リチウム（LifePO4)は、電池内部での発熱が少なく、リチウムイオンバッテリーの中でも最も安全性が高いです。
さらに、サイクル回数も多くリチウムイオンバッテリーの中で、5種類の中でも
サイクル回数が多く、高寿命です。
一般的には太陽光パネルの蓄電池や、モバイルバッテリーとして使用される事が多いです。
また、バスフィッシングで使用するエレクトリックモーターや魚群探知機などの機器への電圧がマッチしているため、バスフィッシング用のリチウムイオンバッテリーではリン酸鉄リチウムを採用するメーカーが多く、安全性が高いためバスフィッシング以外の分野においてもリン酸鉄リチウムを採用される事が多いようです。
・メリット
安全性が高く、高寿命
・デメリット
製造コストが高く、高価
代表的なバスフィッシング用バッテリーであればプロショップオオツカさんの「リチビー」などが挙げられます。
ニッケルコバルトマンガン酸リチウム(Li（NiMnCo）02)
コバルト酸リチウムの一部にニッケルとマンガンを使用し、3種類の原料（三元系）を使用し安全性を高めたバッテリーです。
サイクル回数はリン酸鉄リチウム（LifePO4)よりも若干少ない様です。
三元系のリチウムはまだまだ使用している製品が少なく、最近では「トヨタ ヤリス」のハイブリッドモデルに搭載されました。
また、エヴォルテックジャパンさんの「エヴォテックディープサイクルバッテリー エヴォテックSE-12750」を例にあげると、定格電圧が11.1Vとリチビー12Vモデルの12.8Vよりも1.7V低く、魚群探知機の出力には十分対応できますが、エレクトリックモーターでは電圧がパワーに直結するためスピード的には劣ると予想されます。
しかし1セルあたりの電圧が高く、リン酸鉄リチウム（LifePO4)よりも重量が軽いようです。
リン酸鉄リチウム（LifePO4)と比べると、メリットデメリットがあるようです。
・メリット
安全性が高く、高寿命、軽量
・デメリット
製造コストが高く、高価、リン酸鉄リチウムより電圧が低い
リチウムポリマー系
一般的にはスマートフォン、タブレットなど小型電子機器に使われる最も身近なバッテリーで、安全性とコスト面では最も優れたバッテリーです。
比較的安価なため中国から個人輸入されている方もいるようです。筆者も中国から個人輸入した多くのバッテリーはこのリチウムポリマー系でした。
サイクル回数はニッケルコバルトマンガン酸リチウム(Li（NiMnCo）02)よりも少なく、エレクトリックモーターや魚群探知機などに使うには電圧が高すぎるなどのデメリットがあります。
・メリット
比較的安価、安全性が高い
・デメリット
低寿命、電圧が高い
コバルト酸リチウム(LiCoO2)
リチウムイオンバッテリーの中でも、小さな要領で大きな電圧（単セルあたり3.7V）を出す事ができます。モバイル機器を中心に使用されていましたが、エネルギー密度が高いことや、原材料の高騰、熱暴走や発火など安全性に欠ける部分があり、現在ではコバルト酸リチウムを用いる機器は減少しており、サイクル回数はリチウムポリマー系と同等です。
単セルあたりの電圧は高いですが、3セルでは11.1Vと低く、4セルでは14.８Vと高いためエレクトリックモーターでの使用には不向きなバッテリーと言えます。
・メリット
電圧が高い
・デメリット
安全性が低い、高価、サイクル回数が少ない
ニッケル系リチウム（NCA系）
ニッケル系リチウムは最も大容量なバッテリーですが、コバルト酸リチウム(LiCoO2)同様に安全性に欠ける部分がありました。
しかし、ニッケル系リチウムを改良した「NCA」はニッケル、コバルト、アルミニウムの頭文字をとった素材で、大容量の電気を必要とする電気自動車に用いられています。
サイクル回数は上記4種と比べ少なく、単セルあたり3.6Vでエネルギー密度も高いのが特徴ですが、コスト面やサイクル回数、熱問題などで、バスフィッシングなどに使えるバッテリーとしての市販化は行われていません。
・メリット
大容量、電圧が高い、安全性が高い
・デメリット
高価、サイクル回数が少ない
リチウムイオンバッテリーと鉛バッテリーのサイクル数（寿命）比較
鉛バッテリー
鉛バッテリーのサイクル回数は日常的な使い方、バッテリーのアタリハズレでかなりムラがあります。
半年～2年程度で容量が70％～50％まで低下するため寿命が短い特徴があります。
バッテリーを購入したユーザーは交換時期を明確にするため購入日を白マジックで書く人も多く見られます。
サイクル回数：100～200回
リン酸鉄リチウム（LifePO4)バッテリー
単セルあたりの電圧が低いため、熱を持ち難く、リチウムイオンバッテリーの中で最もサイクル回数の多い素材で、長期に渡る使用が可能です。
サイクル回数：2,000～2500回
ニッケルコバルトマンガン酸リチウム(Li（NiMnCo）02)バッテリー
リン酸鉄リチウム（LifePO4)と比べて単セルあたりの電圧が高いことや、エネルギー密度が高い理由から、サイクル回数ではリン酸鉄リチウム（LifePO4)に若干劣ります。
サイクル回数：1500～2000回
リチウムポリマー系 バッテリー
ニッケルコバルトマンガン酸リチウム(Li（NiMnCo）02)と同じく、リン酸鉄リチウム（LifePO4)と比べて単セルあたりの電圧が高いことや、エネルギー密度が高い理由から、サイクル回数ではリン酸鉄リチウム（LifePO4)に若干劣ります。
サイクル回数：1500～2000回
コバルト酸リチウム(LiCoO2)バッテリー
リチウムポリマー系と同じく、単セルあたりの電圧が高いことや、エネルギー密度が高い理由からサイクル回数はリン酸鉄リチウム（LifePO4)と比べて半分以下です。
サイクル回数：500～1,000回
ニッケル系リチウム（NCA系）
最もエネルギー密度が高いニッケル系リチウム（NCA系）は、リン酸鉄リチウム（LifePO4)の1/4～１/5程度のサイクル回数となります。
サイクル回数：500回
エネルギー密度とは
バッテリーの重さに対して、どれだけの電気を取り出せるかを表した言葉です。
例
1.重さ10kgのバッテリー 電圧10V
2.重さ5kgのバッテリー 電圧12V
軽いのに電圧が高い「2」の方がエネルギー密度が高いということです。
一方、エネルギー密度が高くなると熱を持ちやすくなり、熱によるバッテリーの負極の劣化が高まりサイクル回数が少ないです。
つまり、
・エネルギー密度が高い
・熱や発火の危険度が高い
・バッテリーの劣化が早い
・サイクル回数が少ない（寿命が短い）
エネルギー密度が高いのはいいことですが、寿命が短いということになります。
リチウムイオンバッテリーと鉛バッテリーの重さ比較
鉛バッテリーはとにかく重い！
自宅から車へ運んだり、車からボートへ運んだりするのは、かなりの苦痛です。
過去に減水したダムにてバッテリーを運んでいる最中に、ぬかるんだ地面に足を滑らせダムに落水した方も目にした事があります・・・
鉛バッテリーボート使用率No.1のACデルコのボイジャーで例えると
M27MF 約24kg
M31MF 約26.5kg
24Vエレキにはバッテリーを2個使用
M27MF 約24kg×2個 重さは約48kg。
リチウムイオンバッテリーだと
12V60Ahモデル（M27MF相当）約8.5kg
鉛に比べて-15.5kg
24V80Ahモデル（M27MF×2相当）約19kg
鉛に比べて-29kg
と驚異的な軽さ。
筆者もアルミボートに鉛バッテリー3個を積み降ろししていましたが、
釣りは楽しみなのに準備が本当に苦痛で、真夏の釣行時には出船前に500mlペットボトルを飲み干していました（笑）
リチウムイオンバッテリーを導入してからは、短時間の釣行でも「ボートで釣りをしよう」と思える、モチベーションにも大きな変化がありましたよ。
リチウムイオンバッテリーと鉛バッテリーの電圧比較
バッテリーを動力とするエレクトリックモーターや魚群探知機は、バッテリーの電圧（バッテリーから発生する力）によって動きます。
その電圧が大きすぎると機器が壊れてしまい、低すぎると正常に動作しません。
バッテリーの電圧は機器を動かす上でとても重要な力なのです。
鉛バッテリーとリチウムイオンバッテリーではどのように電圧の違いがあるのか見ていきましょう。
鉛バッテリー
鉛バッテリーは、温度やバッテリーの残量によって電圧が変化してしまう特徴があり、容量が減ると電圧も比例して下がっていきます。
使っていくうちに電圧が少しづつ下がっていきますので、朝一は快調なエレキも帰る頃にはバッテリーの電圧が落ちパワーが弱くなります。「もうそろそろバッテリー切れかな」と体感できますよね。
一般的なバスフィッシングで使われる鉛バッテリー「12.6V 105Ah」のMAX電圧値は12.6Vを発電します。
105Ahの容量でもバッテリー残量が約30% （105Ah×30%）＝約32Ahになると電圧が約10Vまで下がり、エレキはトロトロ、魚探は消えてしまう、、なんてことが起きてしまいます。
実際には使っていくうちにバッテリーの劣化が進みますので、実容量はもっと低い（50Ahぐらい）と考えて使うほうが良いかもしれません。
リチウムイオンバッテリー
リチウムイオンバッテリーは、温度や残量による影響はほとんどなく、電圧を一定に保てるのが特徴です。
その反面、バッテリー残量が約5%になると、電圧の発生を一気にストップします（BMSがバッテリーを保護するため）。
鉛バッテリーと違い、容量が減っても電圧が落ちません。（105Ah×バッテリー残量30%）＝105Ah
そのためエレキの動作でバッテリーの残量を把握するのは難しく、
後付けの残量インジケーターや、エレクトリックモーター標準装備の残量インジケーターの活用をオススメします。
リチウムイオンバッテリーは、残量の約95%までほぼ一定の電圧できっちり使用する事ができるため、
電圧が出力に直結するエレクトリックモーターでは最高速度が上がり、1日を通して快適に釣りをする事が出来ます。
最高速のアップはトーナメントの場所取りや移動時間の短縮につながりますので、釣果にも差が出るかもw
リチウムイオンバッテリーは、残量の約95%までほぼ一定の電圧できっちり使用する事ができるため、
リチウムイオンバッテリー60Ahで鉛バッテリーの105Ahよりも容量は多いと考えてもいいかもしれませんね。
リチウムイオンバッテリーの価格比較
ここまで見てきた通り、リチウムイオンバッテリーは鉛バッテリーと比べると
メリットが多い優秀なバッテリーなのがお分かりいただけたともいます。
しかし、「価格」が、、、
そうですリチウムイオンバッテリーはとても高価なバッテリーなのです。
実際にどれだけ高額なのか代表的なリチウムイオンバッテリーと鉛バッテリーの価格を見ていきましょう。
12V・24Vバッテリーで10年間での使用を前提としてます。
やはり、リチウムイオンバッテリーは高いですね。
導入したくてもなかなか踏み切れないですね。。。
10年間使用と考えても、コスト面では鉛バッテリーの方が圧倒的に安いです。
コスト面で元を取るというのは難しいので、導入の際はリチウムイオンバッテリーの特性をよく理解した上でご検討をされることをオススメします。
個人的には、メリットだらけのリチウムイオンバッテリーなので、トータル的なコスパで考えると、リチウムイオンバッテリーの方が圧勝だと思います。
釣りは楽しく、実釣に集中したいので、準備は少しでも楽な方がいいのでww
リチウムイオンバッテリーと鉛バッテリーのメリット、デメリット
鉛バッテリーのメリット
・安価
・容易に入手する事ができる
・最大放電電流が大きい
鉛バッテリーは比較的安価でありホームセンターなどでも手に入りやすいのが魅力です。また、最大放電電流が大きいことから自動車、ボートのエンジン始動時のセルモーターにも使えます。
鉛バッテリーのデメリット
・重い
・寿命が短い
・充電が遅い
・個体差があり電圧にバラツキがある
鉛素材のため、とにかく重いです。
「リチウムイオンバッテリーと鉛バッテリーのサイクル数（寿命）比較」でもお伝えしましたが、寿命が短く、充電方法もバッテリーの特性上遅く時間が掛かります。また、個体差が激しく電圧にもバラツキがあります。
リチウムイオンバッテリーのメリット
・軽い
・高寿命
・充電が早い
・電圧が安定して高い
リチウムイオンバッテリーの特徴は鉛バッテリーのデメリットな部分がリチウムイオンバッテリーだとメリットに変わるという点です。
軽く、サイクル回数が多いため買い替えの頻度も少なく済み、長期的に使用できます。
充電スピードも大容量の充電器を使用できるため、短時間での充電が可能です。
また、鉛バッテリーでは放電開始からなだらかに電圧が落ちて行きますが、リチウムイオンバッテリーでは電圧の落ちがごく僅かで有効電圧が安定して高く、エレキのパワーダウンや、バッテリー残量はあるものの電圧不足で使えないなどの症状が出にくいなどの特徴があります。
リチウムイオンバッテリーのデメリット
・高価
・最大放電電流が小さい
メリットだらけのリチウムイオンバッテリーの最大の欠点が「価格」です。
導入を考えている人のほとんどが、頭を抱える問題だと思います・・・
リチウムバッテリーは製造コストが高いため、全体的な相場が高い理由となっています。
いつか合理的な製造方法が見つかれば価格はグンと安くなることでしょう。
また、個人輸入などでは多少安く手に入るものの、到着までの期間が長いことや、保証が無いため故障や、電気用品安全法に準じた製品でなければ、充電時の火災のリスクなどが付きまとってくるため、精神衛生上不安な部分も多いです。
また、リチウムイオンバッテリーには最大放電電流の頭打ちがあり、定められた値までしか放電する事ができないため、セルモーターなど一度に大容量
の電流を流す機器への対応はあまりできません。
「ENERGY」リチウムイオンバッテリー
ここまで読んで頂いてわかる通り、リチウムイオンバッテリーは鉛バッテリーと比べメリットの多い優秀なバッテリーです。
その中でも弊社で販売するリチウムイオンバッテリー「ENERGY」では、エネルギー密度が低く、安全性の高い「リン酸鉄リチウム（LifePO4)」を採用しています。
しかし、「リチウムイオンバッテリーと鉛バッテリーのメリット、デメリット」でもお伝えした通り、最大のデメリットは「価格」です。
リチウムイオンバッテリーの導入を検討してる人の多くが悩む問題です（笑）
実際、筆者もリチウムイオンバッテリーを購入しようと悩んだ結果、金銭問題で購入を断念し、中華製リチウム数種類を個人輸入しました。
到着までに3ヶ月掛かったり、使用開始から一ヶ月足らずで壊れたり、壊れても保証がなく、購入したサプライヤーに問い合わせても音信不通やページが削除されていたりなど、、、、
個人輸入した中華バッテリーの一つ。外観も酷かったですが中身はさらに、、
数週間で寿命を迎えました。。
ーーーーー
こんな経験から、オリジナルのリチウムイオンバッテリーの開発がスタートしました。
開発にあたり、約2年間いろいろなバッテリーを繰り返しテストし、弊社基準をクリアーしたバッテリーを、
さらに信頼できる第三者のバスアングラー数人にテストしていただきやっと開発できました。
「ENERGY」バッテリーはリチウムイオンバッテリーを安心して導入いいただけるよう、3つ安心があります。
1.「品質」
リチウムイオンバッテリーの中でも壊れにくい「リン酸鉄リチウム（LifePO4)」を採用。
フォーチュン500企業（全米上位500社）と同一の工場にオーダーメイドしており、世界中で安全が保証されているバッテリーです。
充電器は日本で販売する上でPSEマークがないと販売できません。世界的な認証試験機関である「TUV Rheinland」にて認証試験をクリアした充電器です。
2.「保証」
品質に絶対の自信がありますが、万が一のために保証をお付けしています。
バッテリー本体、充電器ともに1年間の保証をお付けしています。
3.「価格」
いくら品質が良くても、高ければ導入するのが難しい、、、導入において一番の壁となる価格。
弊社では工場に直接オーダーし、販売も自社だけでの販売なので、製造時、販売時、二重の中間マージンをカットする事によって大幅なコストダウンが実現できました。
ーーーーー
その気になる価格や「ENERGY」バッテリーの突っ込んだ内容は、、、、
次の記事に、、、思わせぶりな感じですみません。。
さらなる価格ダウンを上司と交渉中で、、、
あと数日で決済が下りる予定？です。
