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2013.07.02 Tuesday

18650型リチウムイオン電池の使用上の注意

 リチウムイオン電池の18650型を手に入れたものの、その危険性や管理方法を知らずに情報の海をさまよった身として、リチウムイオン二次電池(充電池)の基本的なことをここにまとめておこうと思う。情報の羅列になるので、読みにくいのはごめんなさい。

ちなみに、ここの情報を元にした行為で事故に遭われても、自分は何の責任も取れないので、そこもあしからず。
とりあえず言っておきたいのは電池全般に言えることだけど、加熱したり破損させたりは絶対駄目。リチウムイオンは他の電池よりも敏感な上にハイパワーだ。

さっそく、とある18650リチウムイオン充電池の外身を見てみる。

 ICR18650」
ライトの形をした枠には品番が書かれている。
「ICR」は製造会社の付けた品番の一部で、「18650」は18mm×65mmの規格ということ。
実際は負(−)極側に保護回路が付いているので、長さは67mm位ある。この長さが原因で使うことができない18650型用の機器もあり、その場合は保護回路の付いていない通称「生セル」しか使えないということになる。

保護回路などにより、65mmよりも数ミリ長いセルに、「18700」という名前を付けるメーカーもあるようだ。

◆3.7V」
これは公称電圧・定格電圧と呼ばれるものだが、実際の電圧は残量によって変動するので一定ではない。電池の電圧はフル充電時は高く、放電すると減っていく。18650型だと4.2V〜3V弱が安全な使用範囲とされていて、保護回路もその範囲外への過充電・過放電を防ぐように作られている。

18650型の公称電圧は「3.7V」「3.6V」の2種類がある。諸説あるようだが、原則として混ぜて使わない方が無難だろう。

公称電圧と定格電圧は厳密には意味の違う言葉らしいが、4.2V〜3V弱の電圧幅での利用を想定した電池だということだと考えている。
18650型に限らず、多くのリチウムイオン充電池は3.7V表記だ。

「3000mAh」
「mAh(ミリアンペアアワー)」は電池の容量を示す単位の一つで、この電池だと1時間に3000mA(3A)の放電が可能、ということ。秋葉原だと1800mAh〜3000mAhのものを見ることができるが、2600mAhを特によく見かける。
容量の話はあまりにも不勉強なため、書くことが少ない。容量が大きければ大きい程便利という訳でもないようだ。初心者の内はそれほど気にしなくていい部分だと考えて放置している。


ざっくり訳すと「充電終止電圧(満充電とする電圧)は4.2V、放電終止電圧(安全な範囲での放電終了の電圧)は2.75Vで、電池は熱さず焼かず、極性(+/−)をつなぎ間違えないように」という感じだろう。
電圧についての記述は、保護回路の設定についての説明と取ることもできそうだ。

ちなみに4.2Vを超えての過充電は発火・爆発の危険が大きく、逆に2V台に入っての過放電は、電池が充電不能になってしまう危険性がある。電池に保護回路が無く、充電器やライトなどの周辺機器も保護回路を備えていない場合はこの事故が起きる可能性があるので特に気をつけなければならない。


【保護回路について】
 リチウムイオン電池の保護回路の有無は購入時の大きな判断材料だ。マイナス極側に数ミリの厚さでくっついているのが保護回路で、これが電池に付いていると、リスクの高い過放電や過充電を防いでくれる。
安全度はかなり高くなる反面、大電流が得にくい、サイズが長くなる、保護回路自体が衝撃に弱い、などの欠点もあるようで、そうした理由から生セルを好む向きも多いようだ。

玄人の中にはジャンク品のpcのバッテリーパックを開き、中に入っている18650型などのリチウムイオン電池を取り出して使う人もいるようだ。このようにバッテリーパックを開くことを「殻割り」と呼び、自分のような素人には危険な作業らしい。殻割りをして取り出した生セルに、保護回路だけを買ってきて自分で取り付ける人もいる。


【テスターで電圧管理】
 電池の残量を知る最も単純な方法はテスター(回路計・マルチメーターとも言う)で電圧を測ることだ。これで大まかに残容量を知ることができる。
電圧を測るだけなので高級品に手を出す必要はないと考え、¥1000ちょいで買ったテスターを使っている。

テスターの電源を入れて、直流(−)の電圧(V)を測る部分(V−)にダイヤルを合わせ、赤い棒の先を+極へ、黒い棒の先を−極へ接触させると液晶画面にその電池の電圧が表示される。4.2Vがフル充電で、3Vを切っていたら要充電、と考えていれば無難なようだ。

とある店の店員さんが言うには、
「3V台で充放電を繰り返すのが、一番電池にやさしい」らしいのでそうしたいのだが、どうしても充電中は目を離してしまい、満充電に至ってしまう。

電池一本ずつにナンバーを振って電圧の履歴を付けておくと、不自然に電圧が推移した時にすぐわかるようなので、表を作って管理している。


【リチウムイオン電池の廃棄処理】
 何百回も充放電を繰り返していると段々電池が弱ってくる。携帯の電池切れが早くなってくるのもリチウムイオン充電池の劣化によるものだ。劣化したリチウムイオン電池を持て余さないために、捨て方も覚えておきたい。

使い物にならなくなったリチウムイオン電池は、セロハンテープなどの絶縁テープを両極の金属部に貼り、その状態でリサイクル協力店に出すのが作法のようだ。

大きな電機屋さんやスーパーなどでも回収してくれる店があったりと、リサイクル協力店は意外と身近にある。

近所のリサイクル協力店はこのリンクから。左上に協力店検索のバナーがある。


 7/8追記:amazonで評判の良いDiz+さんから14500型のリチウムイオン電池を購入。
単三と同じサイズのリチウムイオンだが、このような紙が同梱されていた。


必要な注意事項がまとめられている。車に放置はやってしまいそうでこわい。


 

 

 

 


充電速度が早くない方が電池には負担が少ない。 


急速充電ならこれを使っている。 

 
自分が使っているものと同じ。電圧の管理をするだけなら充分な性能。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


2017.10.24 Tuesday

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