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電池の内部抵抗測定(続編、他)

 LCRメーターで電池の内部抵抗を測るアダプタを作ったのであれこれ測定しました。その中に単三サイズ (14500) の単セルリチウム電池があったのですが、内部抵抗が0.4Ω以上もあって、いくら何でもこの値は高すぎで、これはもうダメなんだろうなと思いました。でも新しいリチウム電池の内部抵抗はどれくらいだろうという疑問が残りました。

 ということで、単セルリチウム電池をAliexpressに注文していたのですが、先日届きました。

▼単セルリチウム電池
単セルリチウム電池TrustFire
 手前の電池が今回買った物で、14500を2本と18650を2本です。これだけで送料込みで合計21ドルくらいかかりました。実はAliexpressにはもっと安い物がいっぱいありますが、品質と輸送方法に不安があったので信頼のおけそうなショップから買いました。

▼購入したショップのページ
リチウム電池145000

▼リチウム電池が送られてきた荷物の状態
電池の荷物
 何とベルギーから送られてきました。送料が6ドルくらいとずいぶん高かった理由が判りました。リチウム電池を合法的に航空便で送るための方法なのかも知れません。

 早速内部抵抗を測ってみました。なお、18650の電池はホルダーを持っていないので測定していません。

▼Trustfire 14500
リチウムイオン
 1) 478mΩ/4.17V → 470mΩ/4.21V 前回測定した古い電池
 2) 648mΩ/4.03V → 635mΩ/4.20V 同上
 3) 119mΩ/3.72V → 116mΩ/4.20V 今回買った新しい電池
 4) 117mΩ/3.72V → 112mΩ/4.19V 同上

 1)と2)は以前の測定結果で、矢印の右側が充電後の値です。充電前後に関係なく新しいリチウム電池の内部抵抗は110mΩ程度で、古い電池より低いことが確認出来ました。
 とは言っても同じ条件で測ったニッケル水素電池の内部抵抗は60mΩくらいなので、ニッケル水素電池よりは高い値です。

 ということで、電池の内部抵抗測定結果はここでおしまいで、以下は関連する話です。

 前の記事でニッケル水素電池の内部抵抗をさんざん測りましたが、どれくらいの内部抵抗なら許容範囲か、という点について見解を示すことが出来ませんでした。この点については、居酒屋ガレージ店主の下間さんがトラ技に実測結果に基づく記事を書かれているので大変参考になりました。

▼トラ技 2014年1月、2016年10月
トラ技
 電池の特集があって、下間さんの記事が入っています。

 電池の内部抵抗についての下間さんの見解は、急速充電器で問題無く充電出来る範囲まではOKとしましょう、と言うことでした。ゆっくり充電(小さな電流で充電)すればまだ充電出来る可能性はありますが、市販の充電器で充電できない以上、もう寿命とみなしましょうということだと思います。

 具体的には内部抵抗が100mΩなら安心。200mΩを超えると充電出来ないものがあるので、もう寿命と考ましょう、ということでした。内部抵抗が高くても使える用途はあるので、一律に内部抵抗の値で良否を決めることは出来ないですが、普通に充電できないなら、もうダメと判断するのはもっともな話です。

 ところで、記事の中で、電池別の内部抵抗の変化について衝撃的なグラフが示されています。

▼Liイオン/eneloop/1次電池の耐久性/法電力/温度特性テスト
ニッケル水素電池の内部抵抗変化
 トラ技2016年10月号P97~101 (Appendix 6)
 このページのグラフによると、eneloop pro など2400mAhを超える大容量のニッケル水素電池は、充電回数と共に内部抵抗があっという間に上昇し、100回も使えないようです。こういう高性能な電池は販売価格も高いのにあんまりな結果です。なお、容量が2000mAh程度の物はこの数倍の回数充電しても大丈夫なようです。

 この記事では事実を記載するのみで、このあたりの話を強調した書き方になっていませんが、検索してみると ひとりぶろぐさんが、大容量ニッケル水素充電池の寿命に関するショッキングなデータと言う記事で判り易く解説されています。興味のある方は読まれると良いと思います。

 あと、下間さんのブログにも電池いじめの一連の記事があります。ただこちらはサーバー移動の伴い行方不明になった記事があるみたいです。現在のサーバーだと、電池のカテゴリに関連記事が集まっているようです。

◆おまけ
 トラ技の2016年10月をぱらぱらとめくっていたら、以前読んだ時にものすごく違和感を感じた記事を発見しました。それは、P58~59にかけての文章で、赤字部が気になっている個所です。
-----以下抜粋開始---
■付き合い方10:浪費の少ない高効率DC-DCコンバーターを使う
●電池に合わせて正しい回路方式を選ぶ

 ・・ 一部省略 ・・
 リチウム・イオン蓄電池1本で電源5Vの電子回路を動かすためには、昇圧型DC-DCコンバータが必須です。
 3.3Vの電子回路を動かすためには、昇降圧型DC-DCコンバータ、もしくは電池容量を過放電電圧まで使うことをあきらめて降圧型DCーDCコンバータを使用します。3.3V用には低ドロップアウト型のリニアレギュレーターも使用できますが、
---抜粋終了---

 つまり、電池電圧が3.3V以下の領域のエネルギーはあきらめて使わないことがある、と書かれています。そんなことしたら、その製品の電池寿命は他社と比べて20~30%は短くなるはずで、普通はそんな設計はしないと思いますが、これ本当なんでしょうか。もちろん、降圧DCDCコンバータの入出力電圧差とか、電池の特性の話とかもからむので、話は簡単ではないですが、ともかくこの記事のライターさんの名前は覚えておいて、もう少し情報を集めてみることにします。
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ZAQの旧ブログ記事

新たな書き込みは出来ませんが、電池関連の過去記事は
ここに置いてあります。
http://act-ele.c.ooco.jp/blogroot/igarage/category/12.html
NiftyのHPも閉鎖されてしまって、情報のURLがぐじゃぐじゃに
なってます。(笑)

re:ZAQの旧ブログ記事

居酒屋ガレージ店主(JH3DBO) さん今晩は。

情報ありがとうございます。ZAQにあった記事をどこかに移して再構築されたという話は聞いた気がするのですが、具体的な場所を見失っていました。
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