蓄電池の寿命・耐用年数はどれくらいなのか? - 家庭用・住宅用・産業用蓄電池の価格比較・無料見積もりサイト - エコ発蓄電池

蓄電池の寿命・耐用年数はどれくらいなのか?

蓄電池の寿命はどれくらい?

近年は太陽光発電システム用の家庭用蓄電池が開発されたことから、蓄電池の寿命はどれくらいなのか、どうやったら長持ちさせることができるのかといった疑問を抱く方も少なくないでしょう。

蓄電池には様々な仕様のものが存在し、その種類によって充放電の仕組みや、使用時のスペックが違ってきます。それと同様に蓄電池の寿命も種類によって違ってくるため、嬢電池を一括りとしてその寿命について言及することはできません。

そこで今回は気になる充電池の各寿命について詳しく解説して行くことにします。

蓄電池の寿命の単位

現在使用されている主な蓄電池には下記のものが挙げられますが、蓄電池の寿命はその種類もさる事ながら、使用する環境や状況、保守条件など様々な要因によって左右されます。

  • 鉛蓄電池
  • ニッケル水素電池
  • リチウムイオン電池
  • NAS電池

よって、寿命を表す際には下記のいずれかが用いられます。

  • サイクル回数
  • 使用期間

サイクル期間とは充電から放電までを1サイクルとして、何回このサイクルが可能なのかで蓄電池の寿命を表します。

そしてここで押さえておいてもらいたいのが1サイクルの定義です。1サイクルは極限まで放電して充電量が0%になった状態から、満タンの100%まで充電して、その電気を0%の状態になるまで放電し切ることを指します。

また、バックアップ用電源など特定条件下のみの放電となり、頻繁に充放電を繰り返さないものはサイクル期間ではなく、使用期間でその寿命が表されることが一般的です。

これら寿命を表す数値は蓄電池の販売先メーカーによって、その目安が設定されていますが、あくまでもこの数値は販売作メーカーによる想定数値となるため、先に申しましたように使用する環境や状況、保守条件など様々な要因によって左右されます。よって、蓄電池の寿命を販売先メーカの想定数値と同等、もしくはそれ以上とするためには販売先メーカーが指定する使用条件下での適切な運行が必要となってくるでしょう。

各蓄電池の寿命目安

それでは経済産業省の蓄電池戦略プロジェクトチームが以前に発表した資料から、各蓄電池の寿命がどうなっているのかを見てみることにしましょう。

鉛蓄電池 17年(3150回)
ニッケル水素電池 5年~7年(2000回)
リチウムイオン電池 10年(4000回)
NAS電池 15年(4500回)

使用する蓄電池によって、その寿命が違ってくることが見て取れます。

ここで気になってくるのが寿命を迎えた蓄電池がどのような状態にあるかです。

寿命を迎えれば使用できなくなるとお考えの方もいるでしょうが、全く使えなくなるわけではありません。

見られる変化は蓄電容量の減少です。一般的には寿命前の70%ほどに蓄電容量が減少すると言われていますが、これは販売先メーカーや蓄電池の種類によって違いが見られ、50%もしくはそれ以下まで減少するものもあれば、依然として90%以上の高い数値を維持するものも見られます。

下記は各メーカーが設定しているリチウム蓄電池の寿命後の蓄電容量目安です。

京セラ 20%程度の減少
東芝 10%程度の減少
シャープ 70%以上の蓄電容量維持

販売メーカー先で蓄電容量に違いが見られるので、寿命後の蓄電容量の違いも購入時には押さえておきたいポイントとなってくるでしょう。

しかし、寿命を過ぎた蓄電池の蓄電容量は確実に時間とともに減少していくため、蓄電容量に違いが見られるとしても、最終的には電池交換が必要になってきます。

導入する蓄電池によっては数十万円と高価なものもあるので、半永久的に使用できる蓄電池は存在しないことはしっかりと覚えておきましょう。

各蓄電池の寿命の特性

それでは各電池の寿命の特性について解説します。

先にも紹介した経済産業省の蓄電池戦略プロジェクトチームが以前に発表した資料を元に、下記蓄電池の特性を見ていくことにします。

  • 鉛蓄電池
  • ニッケル水素電池
  • リチウムイオン電池
  • NAS電池

鉛蓄電池

開発時より150年という月日が流れた今でも主力の蓄電池として、自動車のバッテリーや非常用バックアップ電源として使用され続けている鉛蓄電池は、蓄電池の中でも最も長い寿命を持ちます。

その寿命はサイクル回数で3150回、使用期間に換算すれば17年もの長期に渡ります。

一般的に蓄電池はサイクル回数でその寿命が計られるため、充放電の回数によって寿命に影響を及ぼします。しかし、この鉛蓄電池の場合は充放電の回数が劣化に影響するこはありません。これは鉛蓄電池の大きな特徴と言えるでしょう。

ですが蓄電容量の維持には注意が必要で、過放電によって著しい性能劣化を引き起こすため、使用時には下記2点を厳守する必要があります。

  • 過放電を行わない
  • 使用後は早急に充電する

スペック通りの使用寿命を維持するためにも、この注意点はしっかりと覚えておくようにしてください。

ニッケル水素電池

後述するリチウムイオン電池の登場によって活躍の場は大きく減りましたが、今でも乾電池タイプの蓄電池をはじめとして、下記のような用途で使用されています。

  • ハイブリッドカーのバッテリー
  • 鉄道の地上蓄電設備
  • モノレールの地上蓄電設備

ニッケル水素電池の寿命はサイクル回数2000回、使用期間に換算すれば5年~7年と、蓄電池の中では最も短い寿命となります。

その上、外的要因による影響でその寿命を更に短くするケースが多く、特に下記の2点は大幅に寿命を短くする原因となるため、目安通りの寿命を維持するのに一番手のかかる蓄電池と言えるでしょう。

  • 高温環境下での使用
  • 大電流充電による電池温度の上昇

我々の日常生活においては乾電池タイプの蓄電池利用がメインとなってきますが、安価な乾電池の出現によりその用途としては使用しない方も多いでしょうが、コスパを考えてしようを検討している場合はこのデメリットをよく理解しておいてください。

リチウムイオン電池

リチウムイオン電池はノートパソコンや携帯電話などのモバイル機器の蓄電池として利用されていることから、私たちの日常生活においてはなくてはならない存在となっています。

しかも現在は大容量化に向けた開発や寿命の長期化が進められており、今後の需要拡大による市場価格の定価が期待できることから、今後最も注目されている蓄電池と言えるでしょう。

リチウムイオン電池の寿命はサイクル回数で4,000回、使用期間に換算すれば10年という目安が一般的ですが、販売メーカーによってサイクル回数による寿命目安は下記のように違っていることから、実際のところは使用期間10年から15年といったところが実情です。

京セラ 6000サイクル
東芝 10000サイクル
シャープ 8000サイクル
NEC 1日1サイクルで15年保証
ソニー 10000サイクル

しかし、このリチウムイオン電池もニッケル水素電池と同様に保存状態や充放電によって、寿命が著しく劣化する恐れがあるため、スペック維持のためには適切な使用が必要となります。ですがニッケル水素電池とは違い、リチウムイオン電池には販売メーカーが蓄電容量の長期保証(一般的には10年保証)が設けられています。よって保証期間内に蓄電容量が一定基準値を下回った場合、蓄電池内の電池モジュールの交換が長期間に渡って可能です。

一般的にこの一定基準値は蓄電容量が50%から60%にと言われていますが、蓄電池の寿命後の蓄電容量が70%とされていることから、保証内で充電サイクルが早くなった場合には早急に交換してもらう必要があるでしょう。

購入時には10年保証の条件がどうなっているのかをしっかりと確認し、蓄電容量に低下が見られた場合に備えるようにしてください。

NAS電池

NAS電池は日本ガイシが東京電力と共同で研究開発した世界初のメガワット級の蓄電容量を可能とした蓄電池で、主に工場をはじめとする大規模施設のバックアップ電源として使用されています。

鉛蓄電池と遜色ない長期寿命に加え、蓄電池の約3分の1といったコンパクトさ、そして高出力と長期の電力貯蔵ができる点が大きな特徴といえるでしょう。

この性能スペックから実証実験中のレッドクスフロー電池と共に注目度の高い蓄電池とされていますが、現在このNAS電池の量産を維持できるのが日本ガイシャのみであることから、今後の汎用性に期待がかかる蓄電池とも言われています。

またこのNAS電池の寿命はサイクル回数は4500回、使用期間に換算して15年とされており、蓄電池の中でも使用環境や使用状況による劣化影響が一番少ないという特徴を持ちます。

しかし、ナトリウムや硫黄といった危険物指定されている上、作動温度を300度に維持しなければならないため、安全性を問題視する声も少なくありません。

使用する際には安全対策や事故発生時の対策が一番の重要課題となってくるでしょう。

公開日:2018/10/27 | カテゴリ:蓄電池とは【基礎知識】