ニッケル水素電池の内部抵抗測定

2018年01月24日16:46  電源・電池関係 写真あり

 前の記事で、LCRメーターに取り付ける電池内部抵抗測定アダプタを作りましたが、せっかくなので手持ちのニッケル水素電池などを測定した結果についてレポートします。

▼測定風景
電池内部抵抗測定の様子

 中央がLCRメーター(DE-5000)で、前の記事で作った電池内部抵抗測定アダプタが付いています。

 右は電池電圧測定用のテスター。左は測定波形の観察用のオシロですが、これは無くても大丈夫です。オシロがあると測定波形を観察出来るので、レンジやモードの切り替えの様子が判って便利です。なお、こういう測定器を接続すると、その分だけ静電容量がパラに接続されて、場合によっては誤差になるので要注意です。

 測定は、電池の内部抵抗と電圧をまず測り、その後で充電して、再度内部抵抗と電圧測定を行いました。最初の状態は電池にどれくらいの容量が残っているか判らないので、参考値程度の値にしかなりません。一方で充電後の値は、ともかくその電池を最大限に回復させた状態なので、ある程度意味のある値と言えると思います。

▼使用した充電器
BQ390
 パナソニックのBQ-390で、個別の充電状態が判るように改造した物です。

 以下が測定結果で、充電前の電池内部抵抗(mΩ)/電圧(V) → 充電後の電池内部抵抗(mΩ)/電圧(V) の値を表しています。また、、括弧付き数字は複数の電池があることを表しています。

1. eneloop (単三)
エネループ
 1) 65mΩ/1.295V → 63mΩ/1.476V
 2) 64mΩ/1.321V → 56mΩ/1.478V
 3) 60mΩ/1.322V → 60mΩ/1.483V
 確か4本組で買ったはずなのですが、1本見つかりません。結構内部抵抗が低いのでこの電池は大丈夫そうです。なお、この内部抵抗の値には接触抵抗や電池ホルダの抵抗も含まれています。特に電池ホルダーのマイナス側のコイルバネは鉄系の材質のようなので(磁石にくっつきます)、このバネだけでもかなりの抵抗がありそうです。

2. ECOPRODE (単三)
エコプライド
 1) 115mΩ/1.234V → 111mΩ/1.446V
 2) 119mΩ/0.099V →  96mΩ/1.368V
 オーム電機製です。初期電圧が0.099Vの物は充電不能かと思ったのですが、一応充電できたようです。
 白くてかっこいいのですが、内部抵抗がかなり高いです。見掛けで判断してはダメと言うことでしょう。

3. GP ReCyKo (単三)
GPReCyko+
 1) 79mΩ/0.753V → 75mΩ/1.369V
 確か秋月で大昔に買った物です。内部抵抗が高めです。

4. GP ReCyKo+ (単三)
GPReCyko+
 1) 62mΩ/1.177V → 63mΩ/1.393V
 2) 63mΩ/1.271V → 56mΩ/1.464V
 3) 64mΩ/1.152V → 59mΩ/1.394V
 4) 60mΩ/1.283V → 53mΩ/1.471V
 これも秋月で買った物です。これは結構優秀な値だと思います。

5. ReVOLTES (単三)
ReVOLTES
 1) 114mΩ/1.264V → 119mΩ/1.418V
 2) 111mΩ/1.132V → 103mΩ/1.386V
 昔ダイソーで買った物です。内部抵抗が高いです。

6. eneloop (単四)
単四エネループ
 1) 253mΩ/1.395V → 265mΩ/1.520V
 2) 256mΩ/1.401V → 244mΩ/1.514V
 ここから単四電池です。内部抵抗がかなり高くなっているのでこの電池はもう捨てた方が良さそうです。

7. GP ReCyKo+(単四)
単四GPReCyko+
 1) 89mΩ/1.270V → 86mΩ/1.475V
 2) 76mΩ/1.269V → 87mΩ/1.476V
 これは秋月で買った物です。単四なのに内部抵抗が80mΩ程度で、ダメな単三より低くて優秀だと思います。

8. TrustFire 14500 (単三サイズのリチウム電池)
リチウムイオン
 1) 478mΩ/4.17V → 470mΩ/4.21V
 2) 648mΩ/4.03V → 635mΩ/4.20V
 ついでに単セルリチウム電池を測ってみました。これはLEDフラッシュライトでずっと使っている物です。
 内部抵抗がめちゃめちゃ高いです。保護回路入りなのでその影響があるのかも知れませんが、たぶんこれはもうダメな気がします。
 これ以外に18650の単セルリチウム電池があるので後で測ってみたいと思いますが、電池ホルダーが無いので正確な測定は難しいです。

◆まとめ
 充電の前後で内部抵抗を測りましたが、その値に大きな差は無さそうです。つまり、内部抵抗を測定する時に、念のために充電したりしなくても良いみたいです。

 この測定で電池の内部抵抗が単三なら60mΩ程度、単四なら90mΩ程度なら元気な電池と判断出来そうです。これより内部抵抗が高い物(高くなった)物は「劣化している」と判断しても良さそうです。とは言っても勝手に俺様ルールを広める訳にもいきませんので、世の中の統一見解のようなものが無いか調べてみたいと思います。

 リチウム電池の内部抵抗がかなり高くなっていたので、AliExpressから新しいものを買うべく発注しました。届いたらまた測定してみたいと思います。
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