電池活用技術研究会

 

前頁 単三eneloopの新(4本)旧(4本)比較テスト2 次頁

  ニッケル水素電池は、一般的には満充電時の凾uの検知値を2mV/セルに設定するのが望ましいと言われています。eneloopで凾uの設定値を、1mV、2mV、5mVに変えて、テストしてみました。2mVは、凾u検知後 0.2C 5% の追加充電をした場合も測定しています。放電は下限電圧に達した後、0.1Cまで電流を減少させながら完全放電して、正確な容量を測定しています。
 結果は、eneloopの場合、凾u=2mVでほぼ満充電に達していて、それ以上充電しても放電容量はほとんど増えない、ということが解りました。追加充電もほとんど効果が有りません。
 凾u=1mVと凾u=2mVでの容量の差も僅かですが、凾uを2mV以上に大きく設定すると、充電時の温度上昇が大きくなる(満充電に達した後は、充電した電力が熱になるだけ)ことが解ります(2mVで追加充電5%の方が温度上昇が少なくなっているのは周囲環境の室温や風の変化によるものです)。

 安価な簡易充電器は、凾uの検出精度が悪いため、大きめの凾uで充電を終了しますから、電池の発熱が多く、寿命を縮めることになります。
 ラジコン業界では、レースでパワーを出すため、過充電して電池の温度を上げて、放電容量を増やす(冷える前に使う)ということが行われています。電池は温度が高いほど化学反応が促進されるため容量が大きくなりますが、一般的な用途では、過熱したまま使用すると、電池の寿命を縮めるので良くありません。
 ネットで調べると、同じ充電電流・同じ凾uに設定しても、充電器によって電池の発熱の多いものと少ないものがある、と報告されています。たぶん、スイッチング電源で直接電池を充電しているため、充電電流にスイッチング電源のパルス成分が多く含まれていて、大きなピーク電流が流れているためでしょう。スイッチングノイズの少ない充電器で充電した方が発熱が少なくなります。(内部抵抗に損失の発熱量は電流の2乗に比例しますから、平均電流が同じでも、ピーク電流が大きいと発熱が多くなります。)

サンプル1(新) 充電電流:1C(2A) 放電電流:1C(2A)〜0.1C(200mA) 放電終止電圧:1.0V/セル
凾u 追加 充電
温度上昇
充電容量 充電平均
内部抵抗
放電容量 放電平均
内部抵抗
1mV 0% 6.28℃ 2024mAH (101.2%) 2.983WH 24.3mΩ 1899mAH (94.9%) 2.265 WH 26.1mΩ
2mV 0% 8.62 2038mAH (101.9%) 3.017WH 26.3mΩ 1906mAH (95.3%) 2.276WH 28.1mΩ
2mV 5% 8.36 2160mAH (108.0%) 3.203WH 26.6mΩ 1909mAH (95.4%) 2.267WH 27.6mΩ
5mV 0% 12.71 2066mAH (103.3%) 3.071WH 24.8mΩ 1909mAH (95.4%) 2.277WH 28.0mΩ
サンプル5(旧) 充電電流:1C(2A) 放電電流:1C(2A)〜0.1C(200mA) 放電終止電圧:1.0V/セル
凾u 追加 充電
温度上昇
充電容量 充電平均
内部抵抗
放電容量 放電平均
内部抵抗
1mV 0% 8.15 2036mAH (101.8%) 2.996WH 32.0mΩ 1901mAH (95.1%) 2.201WH 38.8mΩ
2mV 0% 8.76 2039mAH (101.9%) 3.011WH 33.7mΩ 1903mAH (95.2%) 2.206WH 38.9mΩ
2mV 5% 7.75 2136mAH (106.8%) 3.160WH 33.1mΩ 1894mAH (94.7%) 2.186WH 38.7mΩ
5mV 0% 12.12 2053mAH (102.6%) 3.063WH 35.5mΩ 1909mAH (95.5%) 2.212WH 38.5mΩ

儼=1mVの充電 充電電流:1.0C

単三ニッケル水素電池の高精度充電特性(温度・内部抵抗・電流・電圧)グラフ 儼=1mV
儼=1mVの充電後の放電 放電電流:1C

単三ニッケル水素電池の高精度放電特性(温度・内部抵抗・電流・電圧)グラフ 1C放電

儼=2mVの充電 充電電流:1.0C

単三ニッケル水素電池の高精度充電特性(温度・内部抵抗・電流・電圧)グラフ 儼=2mV
儼=2mVの充電後の放電 放電電流:1C

単三ニッケル水素電池の高精度放電特性(温度・内部抵抗・電流・電圧)グラフ 1C放電

儼=2mV(追加充電5%)の充電 充電電流:1.0C

単三ニッケル水素電池の高精度充電特性(温度・内部抵抗・電流・電圧)グラフ 儼=2mV
儼=2mV(追加充電5%)の充電後の放電 放電電流:1C

単三ニッケル水素電池の高精度放電特性(温度・内部抵抗・電流・電圧)グラフ 1C放電

儼=5mVの充電 充電電流:1.0C

単三ニッケル水素電池の高精度充電特性(温度・内部抵抗・電流・電圧)グラフ 儼=5mV
満充電付近の電圧のグラフの拡大
単三ニッケル水素電池の高精度充電特性(温度・内部抵抗・電流・電圧)グラフ 儼=5mV
儼=5mVの充電後の放電 放電電流:1C

単三ニッケル水素電池の高精度放電特性(温度・内部抵抗・電流・電圧)グラフ 1C放電