今、最も注目度が高いと過言ではない、次世代ポータブル電源と言われている「固体電池」を搭載したポータブル電源。
これまで、安全性の高さと長寿命でポータブル電源の定番となっている「リン酸鉄リチウムイオン電池」ですが、リン酸鉄リチウムイオン電池よりも、安全性が非常に高く、穴を開けたり衝撃を与えても発火・爆発・発熱などが起きないのが「固体電池」です。
従来のポータブル電源とはどのような点が大きく違うのか、気になる固体電池ポータブル電源の実力や特徴について、詳しく解説していきます。
また後半では、固体電池を搭載したポータブル電源のおすすめランキングもご紹介しますので、固体電池ポータブル電源を検討されている方は是非参考にしてみてくださいね。
固体電池ポータブル電源とは?
難しい専門用語を使わずに、まずわかりやすく説明すると、非常に難燃性(燃えにくく・発火性が非常に低い)が高く、液漏れしないというのが固体電池の大きな特徴です。
安全性の高さでは、リン酸鉄リチウムイオン電池がポータブル電源の中では、安全性が高く発火性も低いことが知られています。
しかし、安全性の高いリン酸鉄リチウムイオン電池でも破損時では、大幅な温度上昇と有毒ガスの発生は避けることが難しいとされています。
固体電池は、破損時でも大幅な温度上昇がなく、有毒ガスの発生の危険性が非常に低く、安全性の高さが極めて高く、防災・災害用としても最適なポータブル電源です。
固体電池のポータブル電源について、より詳しく説明していきましょう。
固体電池の仕組みについて
電池の簡単な仕組みを説明すると、まず「電極」、「セパレータ(絶縁)」、「電解質」の3つで構成されています。
電極には、銅板(正極)、亜鉛版(負極)の異なる金属が配置されており、正極で電子を受け取り、負極で電子を放出するという性質を利用して、電気を発生させています。
このように電解質のイオンが移動することで電気を発生させるのですが、イオンがスムーズに移動できるように、電解質に液体を用いることで電池の性能をアップさせて、安定した電気供給を可能にしていました。
そのため、液体を固体にすると、イオンがスムーズに移動できなくなってしまうため、電解質を固体にするという概念は今までありませんでした。
しかし、固体電解質でもイオンを移動させることができる物質が発見され、実用化されました。
代表的は、固体電解質には、リン酸塩、酸化物、硫化物、ハロゲン化物などが挙げられます。
また固体電解質では、液漏れや混合などが発生しないため、セパレート(絶縁)がないことも大きな特徴です。
固体電池ポータブル電源の主な特徴
固体電解質でより安全に
一般的なリチウムイオン電池は、電気を伝導する溶媒にリチウムイオンを溶かした液体電解質を用いたものです。
液体の中の水素イオンやリチウムイオンが動き回ることで、電極に電子が通り電気が発生するという仕組みになっています。
また液体のため、温度の影響を受けやすく、高温や氷点下以下では、ポータブル電源を使用することができませんでした。
しかし、固体電池は、液体電解質ではなくリチウムイオンを含んだポリマーやセラミックス等のリン酸塩や酸化物、硫化物を固体電解質として使用しているため、温度の影響を受けにくく、高温や-10度以下の環境でも問題なく使用することができます。
電池内部に液体を使用していないので、液漏れの心配もなく、リチウムイオン電池に比べて、安全性が非常に優れています。
参考文献:全固体電池とは – バッテリー技術
参考文献:全固体電池
参考文献:「全固体電池」をやさしく解説、従来の電池との違いや種類・トヨタらの実用例は?
固体電池は液漏れしにくい
上記でもお伝えした通り、固体電池の内部には液体は使われていません。
そのため、液漏れする心配がなく、ポータブル電源にも適した電池と言えるでしょう。
リチウムイオン電池などが液漏れすると、溢れ出した電解液が周囲の電子機器を損傷させる可能性が非常に高いため、一度液漏れをするとポータブル電源本体を損傷させる可能性が非常に高くなってしまいます。
一度液漏れをした電池は、使用できなくなるため、ポータブル電源のバッテリーを交換するか、本体ごと買い替える必要が出てきます。
固体電池は、液体を使用していないので、液漏れによる電池や周辺機器の損傷がなく、破損の恐れが少ないのも大きなメリットです。
バッテリーの劣化が少ない
これまでのリチウムイオン電池は、電解液内をリチウムイオンや様々な物質が移動するため、副反応(劣化反応)を避けることができず、バッテリーの劣化は避けられないものとして捉えられていました。
しかし、固体電池は、リチウムイオン以外の物質が電解溶液内で移動しないという大きな性質を持っています。
これにより、副反応(劣化反応)が非常に起こりにくく、耐久性に優れ、長寿命であることが固体電池の大きなメリットしても挙げられます。
ポータブル電源だけでなく、電気自動車分野でも固体電池の実用化は進んでおり、フォルクスワーゲンが固体電池を用いて行った耐久試験では、驚異の耐久性が明らかになりました。
ドイツで行われた試験では、約50万キロに匹敵する走行距離に加えて、充放電サイクルを約1,000回以上繰り返し行い、蓄電容量を計測したところ、約95%を維持し、驚異の耐久性を実現しました。
参考文献:50万km走行で「劣化」はわずか5% VW、全固体電池のテスト公表 | AUTOCAR JAPAN
使用可能温度が広範囲
これまでのポータブル電源の使用可能温度(放電時)は、-20~40℃が一般的な使用可能温度の範囲となっていました。
しかし固体電池を採用したポータブル電源では、使用可能温度がさらに広範囲となり、-20~60℃までと高温な環境下でも使用が可能となっています。
真夏などの炎天下の場合、アスファルトの照り返しや車内の温度は急上昇するため、周囲の温度や体感温度は40℃軽く超えることが多く、60℃まで耐えることができるのはかなり心強いと言えるでしょう。
またメーカーによって、使用可能温度は大きく異なり、マクセルが開発した固体電池では、-50~125℃まで耐えることができます。
参考文献: 全固体電池 | マクセル
発火の可能性が低く安全性が高い
従来のリチウムイオン電池などを使用したポータブル電源では、可燃性のある電解液を用いているため、外部からの衝撃などによって、セパレートが破損すると内部ショートが起き、発火、爆発、発煙などが発生します。
一方で、固体電池を搭載したポータブル電源は、液体電解質ではなく不燃性の固体電解質を使用しているので、発火が起きにくく、安全性が非常に高いことが特徴です。
簡単に説明すると、従来のリチウムイオン電池では可燃性のある液体電解質ですが、固体電池では不燃性の固体電解質を使用しているので、そもそも発火が起きにくいというわけです。
関連記事:ポータブル電源の発火・火災メーカーまとめ一覧【完全保存版】
エネルギー密度が高く持ち運びやすい
リチウムイオン電池に比べて、固体電池は、エネルギー密度が高く、小さい体積により多くの蓄電容量を搭載することができます。
リチウムイオン電池では、400~500Wh/L前後が平均的な数値ですが、全固体電池の場合は、リチウムイオン電池の2~3倍程のエネルギー密度を誇ると言われています。
そのため、小さい体積でも多くのエネルギーを搭載することができるので、コンパクトでありながら大容量ポータブル電源を実現することが可能です。
固体電池の種類について
固体電池には、大きく分けて「全個体電池」と「半固体電池」の2種類が存在します。
どのような違いがあるのか詳しく解説していきます。
半固体電池
リチウムイオン電池と固体電池の中間に位置するのが、「半固体電池」です。
固体電解質と液体電解質のハイブリッドと考えると分かりやすいでしょう。
半固体電池では、ゲル状や粘土状の電解質を用いることで、液体電解質に比べて、液漏れや発火の可能性が低く、安全性が高いのが特徴です。
しかし、構造が複雑で生産コストが高くなってしまうというデメリットがあります。
また半固体電池は、「ゲルポリマー型」、「クレイ型」、「液添加型」の3種類に分類することができます。
ゲルポリマー型半固体電池
電解液に高分子ゲルを加えて、ゲル化した電解質を採用したのが、ゲルポリマー型半固体電池です。
電解液をゲル化することで、流動性が大きく低下し、液漏れや発火の危険性が抑制され、安全性が高いのが特徴です。
ゲル状のため、スペース内を最大限に活用することができるのも特徴です。
クレイ型半固体電池
クレイ型半固体電池は、電極に電解液を練り込んで粘土状にしたものを指します。
世界初のクレイ型半固体電池を開発した京セラのクレイ型半固体電池「エネレッツァ」は、従来型の約1.5倍もの寿命を実現したことでも知られています。
ゲルポリマー型と同様に液漏れしにくく、安全性が高いのが特徴です。
液添加型半固体電池
セラミック製の電極部材に電解液を染み込ませたものが液添加型半固体電池です。
熱に強く熱安定性が高いため、高温化でも使用することが可能です。
全固体電池
半固体電池では、ゲル状や粘土状など半固体の電解質を採用していましたが、全固体電池では、名前の通り全てが固体の電解質を使用しているのが大きな特徴です。
半固体電池よりも液漏れや発火の可能性が非常に少なく、安全性はトップクラスと言えるでしょう。
全固体電池には、「バルク型全固体電池」と「薄膜型全固体電池」の2種類が存在します。
バルク型全固体電池
バルク型全固体電池は、従来のリチウムイオン電池の構造に似ており、箱型タイプの形状の全固定電池を指します。
蓄えられるエネルギー量が大きいため、大容量電池を製造することが可能で、ケースの耐久性も優れているのが特徴です。
大容量かつ高出力なので、電気自動車など高出力が必要とされる分野での使用が想定されています。
デメリットとしては、サイズが大きいというデメリットがあり、今後の課題としても挙げられるでしょう。
薄膜型全固体電池
薄膜型全固体電池は、真空蒸着法、スパッタ法などの気相法を用いて、薄い膜状の電解質を積み重ねて層にすることで作り上げられる形式です。
バルク型全固体電池よりも、蓄えられるエネルギー量が少ないものの、小型なので製造しやすいというメリットがあります。
小型という特性を活かして、小型家電などへの活用に優れています。
固体電池ポータブル電源の正しい選び方
それでは次に固体電池ポータブル電源の正しい選び方について、詳しく解説していきます。
ご自身の用途に合った固体電池ポータブル電源を是非見つけてくださいね。
バッテリー容量で選ぶ
固体電池ポータブル電源のバッテリー容量によって、連続使用時間や価格帯も大きく変わってきますので、ご自身の用途に合わせてバッテリー容量を選ぶことがとても重要です。
一般的には、キャンプ用であれば600~700Whクラス、防災用であれば1,000Whクラスが人気を集めています。
容量や価格帯の相場は下記の表をご参考ください。
250Wh以下(3万円前後) | 普段使い用 |
---|---|
350Wh~600Wh以下(5~9万円) | キャンプ・車中泊用 |
700Wh以上(9~10万円以上) | 災害・防災用 |
関連記事:ポータブル電源の寿命と正しい保管方法・容量目安について
関連記事:ポータブル電源の使用時間計算と容量計算をわかりやすく解説!
サイクル回数で選ぶ
固体電池ポータブル電源は、サイクル回数が多く、長寿命に優れているのが特徴です。
サイクル回数は、4,000~4,500回前後が多く、リン酸鉄リチウムイオン電池同様に優れた耐久性を誇ります。
耐久性を重視する場合は、サイクル回数も事前にしっかり確認しておきましょう。
ソーラーパネルの有無で選ぶ
キャンプや防災用として固体電池ポータブル電源を検討している場合は、ソーラーパネルにも対応している固体電池ポータブル電源がおすすめです。
コンセントがない場所や災害時、停電時などでもソーラーパネルがあれば、太陽光のエネルギーを活用して簡単に本体を充電することができます。
また最近では、ソーラーパネル効率化の開発も進み、曇りなどの日でも効率よく充電ができるように開発が進んでいるので、晴れの日以外でも充電が可能です。
充電方法で選ぶ
固体電池ポータブル電源の充電方法は、一般的なポータブル電源とほとんど変わりはありません。
家庭用コンセント(AC充電)、ソーラーパネル充電、USB充電、シガーソケット充電、発電機充電などがあります。
車の移動中に充電を行いたい場合は、シガーソケット充電に対応している固定電池ポータブル電源を選ぶと便利でしょう。
また車の移動中に充電する場合は、パススルー充電に対応した固定電池ポータブル電源を選ぶと、バッテリーの劣化を抑えることができます。
関連記事:ポータブル電源の充電方法まとめ!充電別メリットもご紹介!
関連記事:ポータブル電源のパススルー機能と寿命の関係について
サイズや重量のチェックも重要
固定電池ポータブル電源を持ち運んで使用する場合、サイズや重量のチェックも必ず行いましょう。
基本的に固定電池ポータブル電源の重量は、バッテリー容量に比例して大きくなります。
防災用や災害用として自宅から持ち運ばない場合は、特に気にしなくても大丈夫ですが、屋外で使用する場合は、持ち運べる範囲内の重量を選びましょう。
男性であれば、10~20kg前後であれば持ち運び可能ですが、女性の場合は5kg前後がおすすめです。
専用アプリがあるとより便利
最近では、専用アプリに対応している固定電池ポータブル電源も多く販売されており、専用アプリから、バッテリー残量の確認、遠隔操作などが可能です。
ポータブル電源本体から離れた場所にいても、スマートフォンを通してバッテリー残量を確認できるので、充電のタイミングも把握しやすくおすすめです。
保証期間で選ぶ
ポータブル電源の保証期間は、一般的に3~5年と長期保証に対応していることが多く、安心して購入することができます。
保証期間は長ければ長いほど、無料で修理してもらえる可能性がグッと高まりますので、保証期間もしっかり確認しておくことが大切です。
固体電池ポータブル電源のおすすめ人気ランキング6選
固体電池ポータブル電源のおすすめ人気ランキング第6位
半固体電池ポータブル電源 SuperBase V6400 6,438Wh / ゼンデュア(ZENDURE)
1,349,000円(税込)大容量6,438Wh、拡張サテライトバッテリーを複数接続すると、最大約32,000Whまで拡張することができ、災害時の臨時バッテリー用としてもおすすめです。
最大出力は、3,200Wなので洗濯機、冷蔵庫、電子レンジなどほとんどの電化製品を稼働させることが可能です。
さらに電化製品だけでなく、溶接機、大型電動工具などの200V/15Aの高電圧機器にも使用することができ、業務用のポータブル電源としても活用することができます。
重量は46kgと重たいですが、スーツケースのように取っ手とキャスターが付いているのでスムーズに移動させることが可能。
しかし固体電池の中でも価格帯が極めて高いので家庭用ポータブル電源としては向かないでしょう。
容量 | 6,438Wh | 定格出力 | 3,000W(最大3,200W) |
---|---|---|---|
電池の種類 | 半固体電池 | メーカー保証 | 3年※製品登録で5年 |
出力ポート | ACポート(5口)、シガーソケット(1口)、DCポート(2口)、アンダーソン(1口)、USB-C(4口)、USB-A(2口) | 充電方法 | ソーラー・コンセント・EV充電・シガーソケット |
サイクル回数 | 3,000回 | スマホアプリ対応 | 〇 |
サイズ | 690 x 285 x 274mm | 重量 | 約46kg |
固体電池ポータブル電源のおすすめ人気ランキング第5位
半固体電池ポータブル電源 Rover 2000 2,008Wh / ボージアールブイ(BougeRV)
298,500円(税込)半固体電池を採用することで、同メーカーのリン酸鉄リチウムポータブル電源よりも体積が25%カット、重量も6kg以上軽減させ、コンパクト化に成功。
充電スピードにも優れており、ACコンセント充電であれば最短1.2時間で約80%まで充電することができます。
無停電電源装置(EPS)、SOS点滅機能LEDライトも搭載しているので、日常生活だけでなく、災害用としても心強い半固体電池ポータブル電源です。
容量 | 2,008Wh | 定格出力 | 2,200W(最大4,000W) |
---|---|---|---|
電池の種類 | 半固体電池 | メーカー保証 | 2年 |
出力ポート | ACポート(5口)、シガーソケット(1口)、DCポート(1口)、USB-C(3口)、USB-A(3口) | 充電方法 | ソーラー・コンセント・シガーソケット |
サイクル回数 | 3,000回以上(バッテリー容量が80%に低下する回数) | スマホアプリ対応 | – |
サイズ | 400 x 270 x 285mm | 重量 | 約21.2kg |
固体電池ポータブル電源のおすすめ人気ランキング第4位
半固体電池リン酸鉄リチウム ポータブル電源 DBS1300 1,330Wh / ダブソン(Dabbsson)
139,800円(税込)半固体リン酸鉄リチウム電池を採用することで、優れた安全性と長寿命を実現。週5回の高頻度で使用しても、約15年間は使用することができる長寿命タイプです。
ポータブル電源の管理システムであるバッテリーマネジメントシステム(BMS)はどのポータブル電源にも搭載されていますが、ダブソンのDBS1300には独自のAIシステムを搭載。
AIシステムにより、常に最適なパフォーマンスを維持してくれるので、過電圧・過電流保護・ショート予防など、安全性が高いのも大きな特徴です。
容量 | 1,330Wh | 定格出力 | 1,200W(最大1,600W) |
---|---|---|---|
電池の種類 | 半固体電池 | メーカー保証 | 3年※製品登録で5年 |
出力ポート | ACポート(4口)、シガーソケット(1口)、DCポート(2口)、USB-C(3口)、USB-A(3口) | 充電方法 | ソーラー・コンセント・シガーソケット |
サイクル回数 | 4,000回以上(バッテリー容量が80%に低下する回数) | スマホアプリ対応 | 〇 |
サイズ | 362 x 221 x 275mm | 重量 | 約16.5kg |
固体電池ポータブル電源のおすすめ人気ランキング第3位
全固体電池ポータブル電源 B2000 1,326Wh ソーラーパネル付き / ヨシノ(YOSHINO)
307,800円(税込)世界初の固体電池ポータブル電源を開発したYOSHIOの大容量モデル「B2000」。バッテリー容量1,326Wh、定格出力2,000W(最大4,000W)と出力数も高く、家庭用電化製品であればほとんどの電化製品を稼働させることができます。
連続釘刺し試験、斧による耐久性試験では、爆発・発熱が一切なく、全固体電池の安全性がトップクラスであることを実証した結果に。
従来のポータブル電源は、高温に対して弱く真夏の車内に放置すると、発火や爆発を恐れがありますが、B2000の保管温度は60℃を誇り、炎天下の環境下でも保管が可能です。
外部衝撃にも強く、高さ90cmからのコンクリートへの落下テストもクリアしており、安全性、耐久性、寿命性に優れた1台です。
容量 | 1,326Wh | 定格出力 | 2,000W(最大4,000W) |
---|---|---|---|
電池の種類 | 全固体電池 | メーカー保証 | 5年 |
出力ポート | ACポート(4口)、シガーソケット(1口)、DCポート(1口)、USB-C(2口)、USB-A(2口)、ワイヤレス充電(1口) | 充電方法 | ソーラー・コンセント・シガーソケット |
サイクル回数 | 4,000回以上(バッテリー容量が80%に低下する回数) | スマホアプリ対応 | 〇 |
サイズ | 445 x 218 x 231mm | 重量 | 約14.2kg |
固体電池ポータブル電源のおすすめ人気ランキング第2位
全固体電池ポータブル電源 B600 602Wh / ヨシノ(YOSHINO)
99,900円(税込)全固体電池ポータブル電源が欲しいけど、価格帯が気になるという方におすすめのなのが、ヨシノ「B600」モデルです。
全固体電池を採用しつつ、10万円以下で購入できる優れたコストパフォーマンスを実現。バッテリー容量も最も使い勝手がいい中堅クラスで、普段使いからキャンプまで幅広く対応することが可能です。
またデザイン性に優れたヨシノのポータブル電源は、アメリカの有名デザイナーが監修しており、世界的権威のある「reddot」、「iF Design」などでもアワードを受賞するなど、デザイン性も折り紙つき。
安全性の高い全固体電池とコストパフォーマンスを重視する方におすすめの全固体電池ポータブル電源です。
容量 | 602Wh | 定格出力 | 600W(最大1,200W) |
---|---|---|---|
電池の種類 | 全固体電池 | メーカー保証 | 5年 |
出力ポート | ACポート(3口)、シガーソケット(1口)、DCポート(1口)、USB-C(2口)、USB-A(2口) | 充電方法 | ソーラー・コンセント・シガーソケット・USB充電 |
サイクル回数 | 4,000回以上(バッテリー容量が80%に低下する回数) | スマホアプリ対応 | 〇 |
サイズ | 296 x 204 x 256mm | 重量 | 約7.8kg |
固体電池ポータブル電源のおすすめ人気ランキング第1位
全固体電池ポータブル電源 B600 602Wh ソーラーパネル付き / ヨシノ(YOSHINO)
128,800円(税込)ヨシノで最も人気が高い、「B600モデル」に防水ソーラーパネルがセットになったセットモデル。ソーラーパネルが付属しているので、コンセントがない場所でも充電することができ、災害時でも活用できる全固体電池の最強ともいえるポータブル電源です。
ヨシノのソーラーパネルは、特殊フッ素樹脂コーティングETFEを採用しており、従来のフッ素樹脂よりも塗膜厚が厚く、耐熱・耐腐食性・耐久性に優れているのが特徴です。
太陽光変換率も22.6%と高く、効率的に屋外で充電することができます。
普段使いやキャンプだけでなく、防災・災害用としても検討している場合は、万が一に備えてソーラーパネル付きがおすすめです。
容量 | 602Wh | 定格出力 | 600W(最大1,200W) |
---|---|---|---|
電池の種類 | 全固体電池 | メーカー保証 | 5年 |
出力ポート | ACポート(3口)、シガーソケット(1口)、DCポート(1口)、USB-C(2口)、USB-A(2口) | 充電方法 | ソーラー・コンセント・シガーソケット・USB充電 |
サイクル回数 | 4,000回以上(バッテリー容量が80%に低下する回数) | スマホアプリ対応 | 〇 |
サイズ | 296 x 204 x 256mm | 重量 | 約7.8kg |