家庭用エネルギー貯蔵システム
家庭用エネルギー貯蔵デバイスは、後で消費するためにエネルギー（電気）をローカルに蓄えます。これらの製品は、一般的にリチウムイオンまたは鉛蓄電池をベースにした充電可能なバッテリーであり、充放電サイクルを管理するためのインテリジェントなソフトウェアを備えたコンピュータによって制御されています。
リチウムイオン電池
リチウムイオン電池は、セカンダリー（充電可能）電池の一種で、リチウムイオンが放電時にアノードからカソードへ、そして充電時に逆に移動する電池セルで構成されています。カソードは複合材料（リチウム化合物）でできており、リチウムイオン電池セルの名称を定義します。アノードは通常、多孔性のリチウム化グラファイトで作られています。電解質は液体、ポリマー、または固体のいずれかです。セパレータはリチウムイオンの輸送を可能にする多孔性であり、セルの短絡と熱暴走を防ぎます。リチウムイオン電池の化学、性能、コスト、および安全性の特性はタイプによって異なります。
リチウムイオン電池の種類
カソードは複合材料（リチウム化合物）でできており、リチウムイオン電池セルの名称を定義します。最も一般的なリチウム電池の一つは、リチウムコバルト酸化物（LiCoO2）です。LiCoO2は、安定した容量を持ちますが、ニッケル・コバルト・アルミニウム（NCA）酸化物に基づくものよりも容量が低いです。しかし、リチウムコバルト酸化物カソードの電気的特性は魅力的ですが、コバルトは他の遷移金属に比べて比較的高価です。
リチウムマンガン酸化物（LiMn2O4）は、安価な素材を含むため、有望なカソード材料と見なされています。さらなる利点として、このバッテリーは安全性が高く、熱安定性が高いですが、サイクル寿命とカレンダー寿命は限られています。
リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物（LiNiMnCoO2）- NMCは、リチウムイオンシステムで最も成功したカソード組み合わせの一つです。NMCバッテリーは、Liマンガンのようにエネルギーセルまたはパワーセルとして調整することができます。
リチウム鉄リン酸塩（LiFePO4）- LFPは、最近導入されたカソード材料の一つです。2017年時点で、LiFePO4は、その低コスト、優れた安全性、高いサイクル耐久性のために、リチウムイオン電池の大規模生産の候補となっています。LFPバッテリーのエネルギー密度は、ニッケルマンガンコバルト（NMC）などの他の一般的なリチウムイオン電池タイプよりも低いですが、低コスト、高い安全性、低毒性、長いサイクル寿命などの要因から、車両使用、大規模定置用途、およびバックアップ電源での役割を見つけています。
リチウムニッケルコバルトアルミニウム酸化物（LiNiCoAlO2）- NCAは、高いエネルギー密度、長い寿命、そして合理的な特定のパワーを提供します。NCAの使用可能な充電容量は、約180〜200 mAh/gです。しかし、コバルトとニッケルの資源が限られている点と、高コストが弱点です。
結論
リチウムイオン電池は、他のバッテリーシステムに比べて市場で最も成長しているバッテリーであり、競合するシステムを置き換えることに成功しています。これらの電池は、化学エネルギーを電気エネルギーに多回数可逆変換することができるため、しばしば使用されます。リチウムイオン電池は、従来の電池とは異なり、メモリー効果（完全な充放電を行わないことによる容量の低下）がなく、最大95%の高効率（放電量に対する充電量の比率）を実現しています。ただし、これらの電池の寿命は、容量の低下やインピーダンスの上昇という故障閾値に達するまでの完全な充放電サイクルの数によって定義されます。500サイクル後、リチウムイオン電池の容量は減少し始め、1200〜1500サイクル後には約50%に減少します。
