ラベルがない状態でNCMとLFPバッテリーを素早く区別する方法は？

電池の化学的特性を特定することがなぜ重要か

リチウムイオン電池の種類を正確に特定することは非常に重要です。これは、安全性を確保し、性能を最適化し、規制に準拠するために Crucial です。NCM（ニッケルコバルトマンガン）とLFP（リチウムアイアンリン酸塩）電池は外見上ほぼ同じように見えますが、エネルギー密度、熱安定性、および適した用途に関しては非常に異なります。これらを誤って識別すると、デバイスに損傷を与えたり、効率が低下したり、特にエネルギーストレージシステムや電気自動車の部品など、高負荷システムでの安全性にリスクが生じる可能性があります。

初步的な評価のための物理的特性

バッテリーケースには通常何も印が付いていないが、いくつかの小さな物理的な違いが役立つことがある。NCMセルは、LFPバッテリーのマットなグレーの表面に比べて、やや濃い金属色をしていることが多い。重量を比較するのも良い方法である。NCMはエネルギー密度が高いので、18650サイズのNCMセルは約45グラムである一方で、同等のLFPモデルは約48グラムになる。さらに、端子の構成も確認しよう。多くのLFPバッテリーには、再生可能エネルギー分野で一般的に使用される標準化された産業用コネクタが装備されている。

電圧プロファイル解析手法

違いを確認する方法の一つは、マルチメーターを使用して開路電圧を測定することです。満充電時、NCM電池は4.2V（±0.05V）の電圧を示します。一方、LFPセルは3.6V（±0.05V）が最大となります。放電パターンもかなり異なります。NCM電池は、約80%の容量が放電されるまで3.7Vの名義電圧を維持し、その後電圧が急激に低下します。一方で、LFP電池は3.2Vの名義電圧を維持し、電圧はより緩やかに減少します。バッテリーパックを識別する際には、直列セルの数を数えます。類似の電圧を持つアプリケーションでは、LFPシステムでは通常32セル構成が使用され、それは102Vになります。一方、NCMシステムは通常24セル構成で、88Vに達します。

高度な化学的検証方法

視覚的および電気的なテストだけではバッテリーの種類を特定できない場合、非破壊材料分析を行うことができます。X線蛍光（XRF）スキャナーは、元素のシグネチャを検出できます。NCMバッテリーはニッケルとコバルトのピークを示しますが、LFPバッテリーはこれらのニッケル／コバルトのピークがない鉄とリンのスペクトルを持っています。低レート放電（0.2C）時の熱画像も役立ちます。LFPバッテリーは温度変化が5°C未満で、熱分布が優れていますが、NCMバッテリーは8 - 12°Cの温度勾配があります。これらの方法は、産業用バッテリーの確認におけるIEC 62619規格に適合しています。

不明なバッテリーのための安全プロトコル

特定できないバッテリーがある場合、それを分類できるまで火災対策用の容器に保管してください。テストを行う際は、保護具を着用し、電流制限付きの充電器を使用してください（0.1C以下）。それがLFPセルであると疑う場合は、リチウム鉄リン酸塩用の充電器との互換性を確認してください。NCMバッテリーと疑われる場合、電圧を慎重に監視してください。4.25Vを超えて過充電すると、熱暴走につながる可能性があります。そして、これらのバッテリーを保管や輸送する際には常にUN38.3の輸送ガイドラインに従ってください。

用途に応じた識別戦略

電池を識別する方法は、用途によっても異なります。自動車分野では、寒冷時の始動性能を測定します。LFP電池は-20°Cで容量の80%以上を維持できますが、NCM電池はその温度で50～60%しか保持できません。太陽光発電システムの場合、サイクル寿命テストを行います。LFP電池は通常3,000回以上のサイクルに耐えられますが、NCM電池は1,500～2,000回しか持ちません。産業用ユーザーは、特にUL 1973認証が必要な重要なインフラストラクチャ用途において、ASTM F2931 - 19適合性チェックを行うべきです。