リン酸鉄（LFP：Lithium Iron Phosphate、リン酸鉄リチウム、化学式LiFePO4）は、リチウムイオン電池の正極材の一種で、リチウム・鉄・リン酸の化合物である。1996年に米テキサス大学のJ. B. Goodenough教授（2019年ノーベル化学賞受賞者）の研究室で発見され、2000年代から実用化が進んだ。安全性・サイクル寿命・コスト・倫理調達面で優れる特性から、2020年代の系統用蓄電所市場で支配的シェアを獲得している。
LFPの主要特性は、（1）公称電圧：3.2V（NMC・NCAの3.7Vより低い）、（2）エネルギー密度：体積150〜200Wh/L、重量120〜160Wh/kg（NMC比 65〜80%水準）、（3）サイクル寿命：80%容量維持で6,000〜10,000サイクル超（NMC比 2〜3倍）、（4）熱安定性：分解温度250〜270℃（NMCの150〜200℃より高い）、（5）コスト：トン当たりLFP正極材は2024年で5〜8万元（NMCより20〜40%安）、（6）原材料：リチウム・鉄・リン酸（コバルト・ニッケル不要）、（7）放電特性：低温特性は劣るが平坦な電圧プラトー、と特徴付けられる。
系統用蓄電所でLFPが主流化した理由は、（a）安全性：熱暴走時の発熱・ガス発生が抑制的、消防対応が容易、（b)サイクル寿命：20年級の長期事業期間に適合、（c）倫理調達：コバルト不使用でDRC（コンゴ民主共和国）児童労働問題回避、（d）コスト：初期コスト・LCOE（均等化貯蔵原価）でNMCより優位、（e）容量フェード進行が緩慢で容量保証実行性高い、（f）容量フェード補正運用（DOD拡大、SOC範囲拡張）が容易、（g)火災試験データ蓄積（UL9540Aで良好結果）、などである。EV用途ではエネルギー密度の制約が大きいが、定置用では制約が小さい。
主要なLFPメーカー・製品は、（i）CATL：TENERコンテナシステム（4MWh級）、（ii）BYD：Cubeシリーズ、（iii）Sungrow：PowerTitan（5MWh級）、（iv）Hithium：ATLAS、（v）EVE Energy：MEGAシリーズ、（vi）Trina Storage：Elementa、（vii）日系：パナソニックエナジー、GSユアサ等が研究開発、で多くが中国系メーカーである。
近年の進化として、（A）314Ah・340Ah級大容量セル登場、（B）CTP（Cell-to-Pack）・CTR（Cell-to-Rack）・CTC（Cell-to-Container）構造でエネルギー密度向上、（C）20年・15,000サイクル保証製品、（D）液冷標準化、（E）AI予知保全統合、（F）コスト100USD/kWh水準達成、が進む。固体電池・ナトリウムイオン電池等の次世代化学が普及するまで、2030年代を通じて系統用蓄電所のLFP優位は継続する見通しである。
国際的には、IEC・IEEE等の国際標準化機関での規格策定、グローバル製造・運用事業者間の技術連携、新興市場（東南アジア・中東・アフリカ等）への展開機会拡大が進展しています。日本企業にとって、本技術領域での研究開発投資の継続、スタートアップ・大学・国立研究機関との産学連携、特許戦略・知財管理の高度化、海外実証案件への参画が、グローバル競争力確保の重要要素です。経済安全保障・サプライチェーン国産化政策の中で、本技術の戦略的位置付けは中長期的にますます重要となります。
主な出典・参考情報
- IEC（国際電気標準会議）規格群（IEC 62933、IEC 62619、IEC 61850等）
- IEEE（米国電気電子学会）標準（IEEE 1547、IEEE 2030.5等）
- JIS（日本産業規格）電気・電池関連規格
- UL認証規格（UL 9540、UL 9540A、UL 1973等）
- 各メーカー製品仕様書・技術資料
- NEDO（新エネルギー・産業技術総合開発機構）技術ロードマップ