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電池の内部抵抗測定(続3編、18650リチウム電池生セル)

 コメントでリクエストがあったので、ダイソーの300円モバイルバッテリーに使われているリチウム電池の内部抵抗を測定してみました。

▼ダイソーのモバイルバッテリー
ダイソーの300円モバイルバッテリー
 これについては特性測定などいろいろ記事を書いています。

▼内部
蓋を開けた状態

▼電池と基板
電池と昇圧回路
 うまくやればこのまま単セルとして電池ホルダーに入りそうです。なお、左の変な物は接続用のクサビで、割りばしの先を削って銅テープを巻いた物です。

▼測定中
電池内部抵抗測定
 保護回路付きの18650電池が入るように接点バネを圧縮してしまったので、本来のサイズの18650の電池を入れると長さが足らず接続されません。そこで、この写真のように導電性のクサビを差し込んで導通を取りました。

◆ダイソー300円モバブに入っている18650リチウムイオン電池の内部抵抗/端子電圧の測定結果
 1) 67mΩ/4.004V 
 2) 68mΩ/4.129V
 今回は充電後の値は測定していません。電圧から判断するとフル充電に近い状態だと思います。

 前の記事に書いた、保護回路入りのリチウムイオン電池の測定結果は以下の通りでした、 
> 3) 82mΩ/3.795V → 83mΩ/4.168V 新しく買ったリチウムイオン電池(3000mAh)
> 4) 89mΩ/3.862V → 87mΩ/4.166V 同上
 新品の保護回路入りの電池より、今回測定した電池の方が15~20mΩほど内部抵抗が低いという結果です。

 この値の差の原因が何であるかは、このデーターだけでは判りません。電池の保護回路が無い分だけ内部抵抗が低いという解釈が一番判り易いですが、電池自体の素性の違いかも知れないので何とも言え無いと思います。

 ただ、ダイソーの300円モバイルバッテリーに入っている無印の電池の内部抵抗は、ブランド物 (TrustFire) と比べて遜色無い値だった、ということは言えると思います。

◆まとめ
 LCRメーターで電池の内部抵抗を測る話は、思いがけずいろいろな物を測定をすることになりました。

 私の測定の最大の問題は、測定結果に測定端子の抵抗や接触抵抗の影響が入っていることです。つまり、電池ケースなどの導体抵抗と接触抵抗が測定結果にプラスされているので、たぶん正しい値より数十ミリΩのオフセットがかかった値になっています。

 前の記事に居酒屋ガレージ店主(JH3DBO) さんからコメント頂いたように、電圧と電流端子を完全に分離していれば、もっと精度の高い測定が出来たはずです。機会があれば同じようなプローブを作ってみたいと思います。
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健闘に安堵

お疲れ様です。リクエスト採用ありがとうございました。
300円電池は健闘してますね。安堵いたしました。

ここまでのご検討で、今後精度を上げるには、接触抵抗を減らすことと、電圧電流の測定系を分離することが必要ということと理解しました。

測定系の分離は、電圧測定側に流れる電流を極小にするという理解ですが、接触抵抗については、どういう状態での測定をもって電池性能を把えるかという迷いがあります。これは、負荷側が期待できるこの種の電池の一般的特性を知りたいか、電池単体の性能を相互比較したいか、という違いかもしれません。

通常使用での性能を観察するには、電池ホルダ(またはタブ溶着)利用の状態が、最も実態に近い性能(接続部も含めた電池側抵抗値)かと思います。しかし、これでは電圧電流の分離した正確な測定ができないことになります。

電池単体の基礎体力を測るのであれば、分離測定に加え、最も確実な接触を得ることになります。そうなると、独立したプローブとはいえ金属表面での接触抵抗が気になります。酸化被膜などの影響を回避するには、先端の尖った針状のゾンデをねじで押しつけるような治具自作を想像してしまいましたが、電池に傷がつくのは良いことではないですね。

先日、先端が針状に尖ったテスターリードを入手したもので、つい妄想が走ってしまいました。これからの工夫期待しております。ありがとうございました。

re:健闘に安堵

そうですね、以前の測定で容量は1750mAh程度だったので容量はちょっと少な目ですが、とんでもなくひどい性能の電池ではなさそうです。

接触抵抗あたりの話は、すみませんお書きになったお話の趣旨がよく呑み込めていません。今度お会いした時にでも議論させてください。

いくつかポイントを整理しておくと、
・4端子測定では接触抵抗は(普通の状態なら)誤差の原因にはなりません。

・4端子測定は測定のために行っているのであって、実際に電池を使う時は普通に電池ボックスを使います。この場合、回路のロスなどもあるのであまり接触抵抗を気にしなくてもいい場合が多いと思います。レースとかやっている人は別でしょうが、、

電池ホルダに関しては、居酒屋ガレージ店主(JH3DBO)さんが、2014年1月号のトラ技の記事(P97)で触れられていますが、金属ベロ方式のホルダ(BULGIN社)が良いそうで、私も同じ意見です。
この電池ホルダは下記の記事の
http://act-ele.c.ooco.jp/blogroot/igarage/article/2298.html
最後の写真に出てきます。

あと、この記事には、スタッドボルトで電池ホルダを作って、接触抵抗が1mΩになったというホルダの写真が出ています。
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