居酒屋ガレージ日記

破壊神：「たがね」で内部機構をバラした「ハイザー」。
その中から出てきたのがこの二つ。

息子（二人いてる）のイタズラでしょうなぁ。
左側は、磁石の付いた紙おさえ。
右側のが、単2のニッカド充電池。

拡大↓

メーカーは東芝。
「83-11」と製造年。　33年前のです。
幸いにも、内部物質の漏出はありませんでした。
へたしたら、健康被害が出てたかも。

今回の解体作業が無ければ、ず～っと不明のまま。
ああ、おそろしや。
息子どものイタズラ。

単2サイズの電池は「プラレール」で使っていました。

デジタル・テスター(高負荷抵抗)で電圧を測ると「0.52V」。
内部抵抗2kΩ/Vのアナログテスターの2.5Vレンジで
測っても「0.5V」。
電圧は出ていました。
バッテリチェックモード（10Ω負荷）で計ると、
ス～っと、電圧が低下。
さすがにエネルギーは残ってませんでした。

「本誌が教科書です！」

ということで、CQ出版の「トランジスタ技術全国セミナ(大阪)」
の「講師」として私も参加することになってしましました。
11月25日の金曜日。
場所は中之島の阪大中之島センター。
市立科学館の北側。
残念ながら無料じゃありません。

（クリックで拡大↑）

講師は3名。　
トラ技2016年10月号の執筆者です。
私は電池ユーザーとしての体験談をあれこれ報告させて
もらいます。
実験に使った製作物も持ち込んで、見てもらいます。
一人あたりの持ち時間、2時間だと。
資料作りがたいへんそう。

※参考
・トランジスタ技術全国セミナー(大阪)第1回　←前回の

繰り返し充放電1000回目

2013年の9月にスタートした単3充電池の充放電繰り返し実験。
生き残っている「エネループ・ライト」と「Ni-Cd」の、1000回目の
充電が終わりました。
さっそく、充電直後の内部抵抗を測定。

この2本、現在も大きな内部抵抗の上昇は見られません。
（クリックで拡大↓）

現在、放電を行っています。
　　　（結果が出たら放電グラフをまとめます）

あれこれ実験してきましたが、急速充電器での充電と
1Ωの抵抗での放電繰り返し1000回達成はこの2本が初
めて。
　　　　※JISC8708では1000回達成はある

この実験は手作業が必要。
　　・電池を充電器にセット。
　　・充電完了を待って放電器にセット。
　　・放電器の放電データをPCに吸い上げ。
この繰り返しです。

休みもあるし、外での仕事だと電池はかまってられません。
だもんで1日あたり1～2回の充放電となってしまいます。
開始してもうちょいで3年です。
　　　※C8708実験は自動でしてくれるんで、ほうって
　　　　おけば勝手に進みます。

「急速充電器で充電できなくなったら寿命」という
判断をしてます。
だもんで、まだ続けなければならないんですが、さて、
どうしましょ。

やっぱ、寿命をみたいですよね。

※追記

下のグラフの結果のように、放電維持時間が初期の
2/3ほどになっています。
JIS-C8708での寿命判定は0.2C放電の時間が3時間を
切った時。
つまり初期性能の「6割」。
充電の失敗だけじゃなく、これも目安にして、寿命
を見続けたいと思います。

～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～
★1000回充放電での放電特性の変化

■エネループ・ライト　（クリックで拡大↓）

内部抵抗は低いままですが、放電維持電圧と持続時間
が落ちています。

■Ni-Cd (ROC)　　（クリックで拡大↓）

周囲温度や充電完了から放電までの待ち時間、
それに充放の状態により、放電状態が安定し
ない感じがします。
すでの初期の半分以下の放電維持時間になっています。
ま、せっかくですんでもうちょい様子を見ます。

▲参考：エネループ・スタンダードの結果
・2015年07月06日エネループ・スタンダード、力尽きる

・2013年11月20日　ダメな子電池「エネループ・プロ」
・2013年12月24日　ダメな子電池「エネループ・プロ」JISの耐久特性

しばらくほったらかしですが、充電池と充電器：居酒屋ガレージに
過去データをまとめています。
　　（時間のある時に追記しますわ）

充放電実験を続けているエネループライトとNi-Cd

やっと1000回目前です。
で、ちょいとこんな実験をしてみました。
充電した直後から電池を放置してその電圧変化（無負荷での）
を見てみました。
期間は1週間。

こんなふうに電圧が落ちてきます。（クリックで拡大↓）

そしてこの電池を放電したのがこのグラフ。
放電直後に再充電して放電したグラフも合わせて載せました。
　（1Ωで定抵抗放電）
（クリックで拡大↓）

Ni-Cdのほうは、放電完了時間がぴったり同じになりました。

DB-65を放電してみる

リコーのデジカメGX100用のリチウムイオン充電池DB-65、
2011年に買ったものを放電してみました。
専用電池ですんで、電池ホルダーなんて売ってません。
そこで苦肉の策。
カードエッジコネクタから取り出した端子部を基板に
ハンダし、電池電極に接触できるようにします。
DB-20Lを放電するためにの応用です。

この端子を電極に押さえつけ、輪ゴムで動かないように
します。
電線は4本出ていますが、残念ながら4端子接続ではあり
ませんので、端子接触面の接触抵抗が計測値に加わりま
す。

放電は、10Ωの抵抗を負荷にして7.5分オン・7.5分オフ
を繰り返します。　（15分サイクル）

結果　（クリックで拡大↓）

リチウムイオン電池の特徴である、放電が進むにつれ
電圧が下がる様子が出ました。
しかし、内部抵抗（交流定電流方式で測定）はほとんど
変化なし。
ですんで、無負荷時と有負荷時の電圧変動も、放電開始
時と終了時で、大きく変わっていません。
あきらかにアルカリ電池と違います。

※記録に使ったのはプリンタシールドでチャートレコーダ。

DB-20L電池を放電するために

リコーのデジカメ用リチウムイオン充電池「DB-20L」。
これの放電特性を調べるために、こんな端子を使ってみました。
なにせ専用電池です。
適合する電池ホルダーはありません。
そこで、カードエッジコネクタから取り出した端子。
これが電池電極の溝にはまったんで、うまく接触させて
電気を取り出せるようにしてみました。

内部抵抗を測るだけなら、「4端子プローブ」が当てられ
ます。

一瞬だけの操作ならこれでいいんですが、連続させるとなる
なんらかの方法で電極を固定しなくちゃなりません。
そこで、これ。

手持ちのカードエッジコネクタ（いつのだろ？）から
端子を抜き出します。
それを電池側面の電極にうまく当たるようにして、基板にハンダ。
輪ゴムで電極部を電池に押さえつけるという仕掛けです。

残念ながら、4端子接続ではありません。

燃費じゃないけど

自動車の燃費疑惑がニュースをにぎわしてます。
で、似たようなもんかと思うんですが、このブログで
問題にしているのがニッケル水素充電池の充放電回数。
メーカーが言う充放電回数を達成できません。
「容量」はOKなんですが、充放電回数、つまり
充電池の寿命が問題。
JIS C8708で示された条件でもってテストするわけですが、
あれこれ実験しても、どうもうさんくさい。
こちらでの実験は温度管理はしてないわけで、
この点はJISの試験条件からは離れています。
これが気になり、充電電流を減らして発熱を
少なくしてもダメでした。
さらに、JISのゆっくり充放電ではなく、メーカー製
急速充電器を使うと、充放電回数はさらに悪化します。

電池の「推定容量」を少なくし、もっと充放電電流を
小さくして実験かなぁ。

エナジャイザーリチウム乾電池ふたたび

2014年07月09日、ガレージにやってきたエナジャイザーリチウム乾電池、
これの特性を、エナジャイザーリチウム乾電池放電とは違う方法で
放電させてみました。

今回はその「内部抵抗」に注目。
交流定電流法で内部抵抗を測りながら放電を行いました。

普通の単3形アルカリ電池と比べています。
こんな結果となりました。
　　　　（クリックで拡大↓）

エナジャイザー、ニッ水に比べるともともと内部抵抗は
大きいのですが、その電圧の安定性がイイんです。

この電池を持ってきてくれたBEIさんが言ってたのですが、
　「ニッ水電池の充電状態を気にしてストロボ
　　（ニコン使いなんでスピードライトね）を使
　　うより、高価でもこの電池を使うほうが安心
　　できる」
まさに、そのとおりかな。

アルカリもエナジャイザーも、交流定電流方式で測った
内部抵抗は、放電開始から中盤にかけては、むちゃ大き
な変動になっていません。
しかし、アルカリでは無負荷時と負荷時の電圧差が
徐々に大きくなってきます。
放電が進むほど電流を流した時の起電圧が落ちてくる
わけです。
「パワーが無くなる」、そんな感じです。

エナジャイザ－は、ニッカドやニッ水のように、終了間
際にストンと落ちる特性が出ています。

同じ失敗をしたのかも

きっと過去にも同じ失敗をしてたように思います。

「単3電池6本」用の電池ボックス。
ちょいと実験用にと取り出してきて、手元にあった
充電済みのはずのニッ水電池をセット。
　　（アルカリ電池はもったいないからと）
実験開始っと、装置につないだら…　電源が入らない

「せや、せや」「やってもたかも」っと、電池ボックスを
チェックしたらあんのじょうでした。

電池ボックスが「小さめ」にできているようで、
太めの電池だと両側から押されてしまって、
マイナス側のスプリングのチカラでは十分に
プラス電極に押し付けられず、端子間に隙間が
できてしまうのです。

これでは電気は流れません。
でもこの電池、外径をノギスで測ると（クルクル回して
最大値を見る）「14.4mm」。
JISの外径最大「14.5mm」には至っていません。

この電池ボックス、「×マーク」を書いておきますわ。
　　（捨てるのはもったいない）

漏れてた・・・

自作のパルス発生器。
使い終わって、「そうや。　電池を見ておこう！」っと、
電池ボックスのフタを開けたら・・・　やらかしてました。

単3電池が2本。
メーカー違いのアルカリ乾電池を入れてました。

パナのエボルタは大丈夫でしたが、マクセル製の
ほうから液漏れ。
プラスのほうもマイナスのほうも、両方に怪しい
結晶が噴き出ていました。

結晶はまだ湿った感じ。
スプリング電極、錆びるところまでは至っていませんでした。

電池の残量、両方ともほぼ同じで、10Ω負荷で「1.05V」。
ほぼ使い切ってました。
しかし、「Low Bat警報」が「2.0V」なんで、警報：
電源LEDの点滅が出なかったというわけです。

早く気がついて良かった。

エネループ・ライト、BQ-390とBQ-CC21での充電

電池イジメで残っているのは低容量グループの2本。
いつもはBQ-390で充電。
改造により充電時間が見えるので重宝しています。
で、もう一つの常備充電器がBQ-CC21。

ちょいと気になることがあったんで、充電の様子を比べてみました。
使ったのはすでに900回以上充放電しているエネループ・ライト。
充電器を変えた時、充電時の電圧と温度の変化を、
プリンタ・シールドを使ったチャートレコーダで記録してみました。

実験中の様子。

青い電池がエネループ・ライト。
黄色いのがNi-Cd。
エネルーフ・ライト外装に温度センサ（LM35）を貼り付けて
います。
　　　※これらの充電器、BAT1の端子電圧を外部で測れるよう
　　　　電線出しのためのコネクタを設けています。

で、結果。　（クリックで拡大↓）

出てきたチャートにコメントを記していますが、気になるのは
BQ-CC21での温度上昇です。
充電時間も長いし（35分と40分）補充電時間も長いんで、
エネルギーがたっぷり入るんじゃないかと考えられるん
ですが、このあたりがよくわかりません。

2種類の充電器で充電した電池を放電した結果です。
　　1Ωで定抵抗放電　　クリックで拡大↓

Bat1　エネループ・ライト　BQ-390で充電
Bat2　エネループ・ライト　BQ-CC21で充電

Bat3　Ni-Cd　BQ-390で充電
Bat4　Ni-Cd　BQ-CC21で充電

Ni-Cd電池ではBQ-CC21のほうが、放電時間が長くなり
推定容量も10％ほど大きくなっています。
ところが、エネループ・ライトはほとんど変わらず。
若干増えていますが、3％もいきません。
　　（電圧の変化、周囲温度の影響のほうがおおきいかも）

さて、ここでこの測定結果の考察です。

BQ-CC21での充電で、充電完了を検出してからの温度上昇、
この時間のエネルギーは電池に蓄えられず、単に電池を
温めているだけじゃないのか？　（電解液を沸かしている？）

これを繰り返すと、電池を痛めるんじゃないか？

いかがでしょうか。
以前も、ひょっとしてこのカバーのせいで？なんて、
実験をしていました。
また、こんなことも。
・エネループ・プロのJIS耐久試験　ちょいと条件変更
・充電条件を変えたエネループ・プロのJIS耐久試験(800回目)
・ダメな子電池「エネループ・プロ」JISの耐久特性

電池イジメ、低容量グループ 900回目

2013年の夏からやっている「電池イジメ」、900サイクル目に
到達しました。
夏までには1000サイクルできるでしょう。
残っているのは「エネループ・ライト」とROCの「NiCd」の2本だけ。

※放電器はこれ：放電特性記録機能付きバッテリー放電器

前回の報告が、
・2016年01月29日：電池イジメ、低容量グループサイクルエナジー銀脱落
で、837回目の充放電。

休みの日もあるので、1日1～2回の充放電作業を行っている
勘定です。

現在の放電グラフはこんなの。
寒いので電圧は上がりません。
（クリックで拡大↓）

そして内部抵抗の変化。
大容量グループのもまとめて。
充放電回数「900」に達しているのがこの2本です。
（クリックで拡大↓）

・電池の内部抵抗測定回路

「充電できなくなるまで繰り返す」のが縛り。
はてさて、この2本どうなりますやら。

※誰もこんなことしてないと思うんですよね。

エネループ液漏れ！

亀田水道店君からの情報。

　・ウォシュレットのリモコンにエネループが入っていた
　・液晶表示付きの高級品
　・リモコンの液晶の表示は出ていた
　・電池は単3電池を２本使い
　・電池を確認したら2本のうちの1本が液漏れ
　・エネループの液漏れって珍しいのではと写真を撮った

それがこれ。

パナではなくって「三洋」。
プラス側とマイナス側、両端に液漏れの痕跡。
ニッ水電池の場合、シールがあるのはプラス電極。
マイナス側は電池内部とは貫通しないはず。

ところが、マイナス側の端子面、こんなになってたと。

湿り気具合を見ると、プラス電極側からの液漏れが外装の
絶縁チューブを伝ってマイナス電極に届いたとは思えませ
ん。
マイナス側、ピンホールか何かで、独立して液漏れしたのか？

※現物、探してきてっとリクエスト。
　　（捨てて見つからないかもっと）

※参考
・ニッケル水素電池の構造

リコーの電池DB-65追加

2007年7月にやってきたリコーのデジカメGX100。

2つのリチウムイオン電池を使って運用してきたのですが、
カメラに同梱されていたDB-60(1150mAh)がいよいよ
ダメになってきたんで、もうひとつ電池を買いました。
現在は、ちょいと容量が大きくなりDB-65(1250mAh)
が入手できます。
買ったのは純正品。
互換品も手に入りますが、やっぱりねぇということで。

で、さっそくですが、電池の状態を調べてみました。
使ったのは交流定電流方式・内部抵抗計。

今回の結果
　DB-60　4.07V　243mΩ　　2007年7月　カメラ同梱品
　DB-65　4.08V　143mΩ　　2011年12月　5年前に購入
　DB-65　4.13V　131mΩ　　2016年2月新規導入

自家製の四端子プローブを使います。

電池電極に接触させると、

回路に電圧と内部抵抗が表示されるという仕組みです。

内部抵抗から見て、2011年に買った電池はまだ大丈夫そうです。

2つは2014年に測定しています。
その時が、
　　前回　DB-60：163mΩ　　DB-65：129mΩ　2011年12月
　　今回　DB-60：209mΩ　　DB-65：139mΩ　2014年1月
ということですので、DB-60はさらに2年で209mΩ→243mΩ
と内部抵抗が上昇しました。
これで、「そろそろ寿命かな」っと感じたのでしょう。

新品のニッケル水素電池だと10～20mΩくらいの内部抵抗
ですが、リチウムイオン電池の内部抵抗が新品電池でも
大きいのは、電池内部に保護回路が入っているからです。

※参考
・電池の内部抵抗を計ってみる#8
・電池の内部抵抗を計ってみる#9

NiCd電池、液漏れ跡が粉に

古～いマザボを処分しようと引っ張り出してきたら、
時計バックアップ用のNiCd電池が粉を噴いていました。

今のマザボはCR2032のようなリチウム電池ですんで、
電気容量が無くなっても、こんなことにはなりません。

電池の横は、キーボードがつながる5ピンのDINコネクタ。

こんなのも見なくなりましたねぇ。
1994年製のマザボでした。
USBなんて乗ってません。
ビデオ出力も含め、インターフェースはすべて拡張基板です。

電池イジメ、低容量グループサイクルエナジー銀脱落

2013年の夏からやっている「電池イジメ」、
残っていた低容量グループのうち、「サイクルナジー銀」が
脱落です。

837回目の充放電でした。
充電エラーが発生。　充電不能ではじかれます。
気温が低いせいか、先日来、ちょくちょく充電を
失敗していたのです。
でも、体温（胸ポケット）で温めると充電できていたのです。
しかし、今日はダメでした。
充電器を替えてもウウト。
内部抵抗を測定すると199mΩ。
残るは
　・エネループライト　　…37mΩ
　・ROCのNiCd　　　　　…20mΩ
この2本です。

内部抵抗の変化、こんな具合です。
（クリックで拡大↓）

電池イジメ、低容量グループ750回目

充電池いじめ、低容量グループの充放電回数が750回目に到達しました。
　　　※1Ωで1.0Vまで放電。　専用急速充電器で充電
　　　　　これを1サイクルとして繰り返しています。

その内部抵抗の変化です。
　　　※交流定電流方式（1kHz10mA）で測定。
（クリックで拡大↓）

東芝インパルスの内部抵抗変化を図中に入れました。

現在、この3本↓がのこっているだけです。

もともと低容量グループですので、放電持続時間は短く、
放電維持電圧はあまり高くありません。
　　（容量に比べて放電抵抗が1Ωと小さい）
温度変化にも敏感になってきているような感じです。
でも、がんばって充放電を続けています。

750回目の放電グラフはこんなのです。
（クリックで拡大↓）

赤 1：エネループ・ライト
緑 2：サイクルエナジー銀
灰 4：Ni-Cd (ROC製)

Ni-Cd電池のほうがサイクルエナジー銀より勝っています。
はてさて、いつまで続くことやら。

電池イジメ、残っているのは3種

充電池いじめを始めたのはもうずいぶん前。
トラ技2014年1月号に掲載された記事のために
調べ始めたのが2013年の夏。
もう2年たちます。
今も充放電実験を続けている電池がこの3種類。

青：エネループ・ライト
白：サイクルエナジー銀
黄：Ni-Cd (ROC製)

充電しては放電を繰り返しています。
その回数、もうすぐ750回。

高容量グループでがんばっていた「エネループ・スタンダード」
も574回目で力尽きました。
　　※急速充電器で充電できなくなると寿命と判断

ざっと50回ごとに内部抵抗を測定しています。
途中経過として、700回目までの変化をグラフにしておきます。
（クリックで拡大↓）

容量は減少しているものの、「ライト」と「Ni-Cd」、
まだまだ伸びそうです。

　　・温度に敏感になってきてる感じ
　　　　（温度が上がると電圧が高くなる）
　　・休みで2～3日放置すると、電圧が下がる感じ

充電条件を変えたエネループ・プロのJIS耐久試験(800回目)

JISの規定から充電条件を変えて実験している「エネループ・プロ」。
800サイクル目が終わりました。
しかし…　チカラ尽きました。

最後はこんなグラフ。　（クリックで拡大↓）

750サイクルを超えて急激に悪化。
850サイクル目の放電(放電カーブ記録する)で、
放電開始すぐに電圧が1.0Vになったため、ここで
実験終了。
最後のグラフが800サイクル目の放電でした。

※2015年07月06日：充電条件を変えたエネループ・プロのJIS耐久試験(600回目)
※2013年12月24日：ダメな子電池「エネループ・プロ」JISの耐久特性

7～8月の暑い時期が劣化を早めたのかもしれません。
内部抵抗を測定したら「803mΩ」でした。
寿命を迎えた様子、充電効率が悪くなるということじゃなく、
内部抵抗が大きくなって、放電時に電圧が落ちてしまって、
1.0Vを切って終わり、てなことだったのかと考えています。

これでこの実験を終了します。
さて、これでこの実験装置が空きました。
どうしましょ？

エネループ・スタンダード、力尽きる

2013年9月からスタートしたニッ水電池の充放電実験
（電池イジメでっす）、「大容量グループ」でがんばっ
ていたエネループ・スタンダードがチカラ尽きました。

今朝の充電で、充電器がイヤイヤをしたのです。
「充電できなくなるまで」という縛りだったので、
充電完了後のエラーは知らないふりをして実験を
続けてきました。
でも、今朝のは充電開始時。
これで、寿命としてこの実験を終わります。
充放電繰り返し回数 = 574回でした。
内部抵抗は309mΩ。
使用した充電器は主としてBQ-CC21。　従でBQ-390。
放電は自作のPIC16F88を使ったバッテリ放電器。
1Ωの定抵抗負荷です。

放電グラフを示しておきます。　（クリックで拡大↓）

200回は安心して使える感じです。
300回を超えると電圧低下が目立ちます。
　　（内部抵抗の増大）
400回を過ぎると、急速に劣化。
放電電圧の温度依存が激しくなってきます。
　　（温度が高くなると内部抵抗が減少し、
　　　みかけの電圧が上昇するという現象）

充電条件を変えたエネループ・プロのJIS耐久試験(600回目)

JISの規定から充電条件を変えて実験している「エネループ・プロ」。
600サイクル目が終わりました。

（クリックで拡大↓）

50サイクルごとに行われる、電流0.2Cで電圧1.0Vまでの
放電をグラフ化したものです。
ずいぶんとがんばっています。
800サイクルを目指して実験を継続中です。

・2015年05月21日　充電条件を変えたエネループ・プロのJIS耐久試験(400回目)
・2015年04月08日　充電条件を変更したエネループ・プロのJIS耐久試験
・2015年03月09日　エネループ・プロのJIS耐久試験続行中
・2015年02月23日　エネループ・プロのJIS耐久試験こんな具合です
・2015年02月16日　エネループ・プロのJIS耐久試験　ちょいと条件変更
・2013年12月24日　ダメな子電池「エネループ・プロ」JISの耐久特性

前の記事にも書いているんですが、
　　充電時間　＝　放電時間
にしているんで、充電効率が悪くなってくると、放電時間が
短くなってきて、2時間20分に達する前に1.0Vまで低下という
現象が起こるんじゃないかと推定しています。
でも、現時点ではまだ大丈夫。
そのあたりを数値で示します。

D000 0:01 1.00V　1.0Vまで放電　
C001 16:00 1.58V　最初の0.1C充電
D001 2:20 1.22V　0.25C放電　←この電圧が低下してくる
C002 2:20 1.59V　0.25C充電
D002 2:20 1.22V　0.25C放電
　：
C047 2:20 1.47V　0.25C充電
D047 2:20 1.12V　0.25C放電
C048 2:20 1.47V　0.25C充電
D048 2:20 1.12V　0.25C放電
C049 2:20 1.47V　0.25C充電
D049 2:54 1.00V　0.25C放電　1.0Vまで
C050 16:00 1.57V　0.1C充電
W050 4:00 1.46V　4時間待ち
D050 4:44 1.00V　0.2C放電　1.0Vまで(記録)
　：
　：
　：
D550 4:38 1.00V　0.2C放電　1.0Vまで(記録)
C551 16:00 1.58V　0.1C充電
D551 2:20 1.20V　0.25C放電
C552 2:20 1.61V　0.25C充電
D552 2:20 1.18V　0.25C放電
　：
C597 2:20 1.49V　0.25C充電
D597 2:20 1.09V　0.25C放電
C598 2:20 1.48V　0.25C充電
D598 2:20 1.09V　0.25C放電
C599 2:20 1.48V　0.25C充電
D599 2:45 1.00V　0.25C放電　1.0Vまで
C600 16:00 1.57V　0.1C充電
W600 4:00 1.46V　4時間待ち
D600 4:35 1.00V　0.2C放電　1.0Vまで(記録)

最初のD047やD048は初回の50サイクルの終盤での放電。
1.12Vを保持しています。
D497、D598は今回の600サイクル終盤。
1.09Vまで落ちていますが、まだ1.00Vには達していません。

JISの実験条件、この電池にはきついようですなぁ。
そして、充電池の劣化原因、過大な充電電流による
電池の発熱も絡んでいるような気がします。
充電時間がかかっても良いから、電池にやさしく充電して
くれる市販の充電器はどれ？

半永久蓄電池

「半永久蓄電池」で詐欺、なんていうニュースが
流れてますなぁ。
頭に「半」を付けてるのがカワイイかも。

www.fnn-news.comにブツの写真が出てます。
どんなスペックだったんだろ。

※参考
・家庭用原子力発電機チェルノブイリ-1号

電池イジメ Ni-Cd電池の充電特性

2年前から継続している電池イジメ、今、生き残っているのは
（瀕死状態のもあるけど）この4本。

・エネループ・スタンダード（瀕死状態）
・エネループ・ライト
・サイクル・エナジー銀
・ROCのNi-Cd 700mA

いちばん下のが今回の比較に使ったNi-Cd(タミヤの700mA)

充電器BQ-CC21にはひょっとしてこのカバーのせいで？#2の実験
のために、電圧チェックコネクタを設けてあります。

今回、これらの電池を充電している様子を見てみました。
使ったのはプリンタシールドで作ったチャートレコーダ。
充電電圧の変化を観察します。

　↑
　これの拡大写真：bqcc21_15.jpg

ちょいと奇妙だったので、Ni-Cd電池の挙動。
そのためにタミヤのを持ってきたのです。
様子は、メモを書き加えてスキャンしたこのpdfをどうぞ。
　　・bqcc21_bat15.pdf

●充電時の特徴
(1)エネループ・スタンダード
　　内部抵抗か高く、もう寿命末期。
　　補充電は行われない。
(2)エネループ・ライト
　　まだ元気。　内部抵抗も小さい。
(3)サイクルエナジー銀
　　そろそろ寿命。　内部抵抗増大中。
(4)ROC Ni-Cd
　　まだ内部抵抗は低い。
(5)タミヤ Ni-Cd　（比較用に）
　　20年ほど前の電池だが、まだ充電できる。　

さて、奇妙だったのが(4)。
内部抵抗は小さいはずなのに、充電時の電圧変動が大きく
記録されました。
充電は、充電電流印加と休止をサイクリックに繰り返します。
チャートを見ますと黒く塗りつぶされていますが、これの上端
が電流が加えられて充電されているところです。
下側、つまり電圧が低いところが、充電を休止している状態です。
電池1本あるいは2本での充電では、これが「1:1」となり、
充電と給しが繰り返されます。

この充電中の電圧に注目してください。
寿命末期で内部抵抗が大きくなっているスタンダードや銀では、
この幅（充電中と休止中の差）が太くなっていますが、内部抵抗が
上がっていないライトではずいぶん幅が狭くなっています。
内部抵抗が小さいので、休止中の電圧と充電中電圧との差が
小さいのです。

ということなら、内部抵抗の小さなNi-Cdもライトのような
グラフが出てほしいところです。
それを見るためにタミヤのを持ち出してきたのです。

それと、充電末期のグラフの幅、ライトや銀では幅が狭まって
きますが、Ni-Cdでは逆に広がっています。
タミヤではそれほど顕著ではありませんが、同様の傾向が
見られます。
補充電状態になっても同じで、充電時と休止時の電圧差が
大きく出ています。
Ni-Cdのこの様子、何か特別なことがあるのでしょうか。

※内部抵抗の測定は交流1kHz・10mA定電流方式。
これとの違いがあるのか？？

※このチャートから読めるNi-Cd電池の特性…
　　　充電が進むにつれて内部抵抗が上昇する
　ほんとかな？
　どこかに資料、ないかな？

電池イジメ　エネループとエネループ・ライト

タイトル的には「電池イジメ　エネループとエネループ・ライトの現状」の
続きになります。
時間があるときえんえんと、
　　　エネループ・スタンダード
　　　エネループ・ライト
　　　サイクルエナジー銀
　　　ROC製Ni-Cd
4本の充電池の充放電を行っています。
　　※2013年の夏から…　2年目だ

充放電回数、エネループ・スタンダードが560回。
他の3つが657回に達しています。

現在のエネループ・スタンダード、たいていの場合、充電が
終わったときにエラー表示が出るんですが、充電は開始して
くれるんです。
それで、充放電実験をやめられないわけでして。
　　※「充電開始時にエラーが出たらやめ」としてるんで。

電池の内部抵抗も、気温が低いと300mΩを超えています。
でも、温度を上げたときのニッ水電池の内部抵抗変化を調べる
のように、温度が上がると内部抵抗が下がり、なんとか充電器
が頑張って充電してくれるんです。

充電時の電圧変化をグラフにしましたんでどうぞ。
充電器はBQ-CC21。
内部抵抗が大きいんで、充電時と休止時とで大きな電圧差
が出ています。

・eneloop_560.png

そして、充電が終わったあとの補充電が行われません。
BQ-CC21の場合、充電が終わるとLEDが消灯するのですが、
このエネループだと、LEDがゆっくりと点滅してエラー
があったことを知らせます。
　　※だからもう、寿命と判断したいんですが、
　　　充電開始時にはエラーとならない。

「サイクルエナジー銀」の内部抵抗も100mΩを超えています。
充電完了後に放置した時の電圧低下も大きくなっています。
でもまだ大丈夫そう。

頑張っているのがエネループ・ライトとNi-Cd。
エネループ・ライトの充電状況のグラフです。

・eneloop_lite_657.png

約45分で充電が終わり、その後2時間ほど補充電が
続きます。
内部抵抗が低いので、充電・休止の電圧差は0.15Vくらい
です。
これは、まだまだ行きそうです。

温度を上げたときのニッ水電池の内部抵抗変化を調べる

やっとこさ実験できました。

※関連過去記事
・電池の温度を制御したい
・温調のためのヒータ制御
・オーバーフローするかも？　そんな数値の処理
・電池イジメ　エネループとエネループ・ライトの現状
・1kHz10mA交流定電流回路
・プリンタシールドでチャートレコーダ

まず、機材。
・内部抵抗測定器（交流1kHz10mAで）
・電球を使った温度制御回路（段ボール箱に中に電球を入れて昇温）
・プリンタシールドを使ったチャートレコーダ

対象は、電池イジメを続行している「エネループ・スタンダード」。
545回、充放電を繰り返しています。
内部抵抗が上がっているんで、充電完了時に充電器が警報
（LEDを点滅）を出してます。
でも、充電器に電池をセットして100Vにつっこむと、充電
を始めてくれるんですよ。
このときに警報が出て充電が始まらなければ、寿命と判断して、
イジメを終えるつもりなんです。

実験の様子↓

段ボール箱の中に電球を仕込み（100V60W）、これを光らせて、
その発熱で暖めようという、簡単な構造です。
ダンボールの上蓋に電池と温度センサを貼り付けています。

BULGIN社の電池ボックスを使い、内部抵抗測定回路とは
「4端子法」でつないでます。

制御回路↓

左で液晶表示しているのがヒータ温調回路。
一定周期で徐々に温度を上げていきます。

右のが内部抵抗測定回路。
ここからアナログ信号を引き出し、内部抵抗の変化を
記録します。

プリンターシールドでチャートレコーダ、アナログ2ch
入力です。

プラケースに入れてますんで、持ち運びが楽。

さて、結果。　プリンタシールドのチャート出力です。
　（クリックで拡大↓）

温度と内部抵抗を記録しています。
2時間ほどかけて60℃まで昇温。

スタート時には300mΩ以上あった内部抵抗が、15℃上昇で
およそ半分に。
60℃まで上げると100mΩを切るくらいまで内部抵抗が下が
りました。

このエネループ・スタンダード、こんな状態だから充電器
でのエラーを回避しているのかもしれません。

とりあえずの実験でしたんで、電球やターゲットの配置は
適当です。
段ボール箱の構造をもうちょい考えてみなけりゃなりません。

内部の空気、ファンで攪拌するほうが良いのかな？

充電条件を変えたエネループ・プロのJIS耐久試験(400回目)

充電条件を変更したエネループ・プロのJIS耐久試験続きです。
400回の充放電が終わりました。
　　※充放電条件は↑のリンクをご覧ください。

50サイクルごとに行う1.0Vまでの放電、こんなグラフです。

（クリックで拡大↑）

続けて、600回を目指しています。

JISが規定する実験条件だとこれ↓

400回まで行きませんでした。

JISの実験条件、「充電し過ぎじゃないか」という気がします。
「専用充電器による急速充電もあかんのか？」という、疑
問もわいてきます。

温調のためのヒータ制御

電池の温度を制御したい：PID制御の話を書いたのが、去年の12月。
こんなふうに制御回路をまとめてみました。
　　（クリックで拡大↓）

Arduino UNOを使うんですが、いつものように全信号ケーブル接続じゃなく、
Arduinoのチップを乗せたユニバーサル基板に、通信信号だけを
つないで、デバッグしてみることにしました。
製作はまだこれから。

充電条件を変更したエネループ・プロのJIS耐久試験

充電条件を変更したエネループ・プロのJIS耐久試験、
200回の充放電が終わりました。
現在、400回に向けて続行中です。

その途中経過。
（クリックで拡大↓）

JISの試験、充放電は50サイクルが1単位で、その2～48
サイクルでの充放電が以下のように規定されています。
　　充電：0.25ItAで3時間10分
　　放電：0.25ItAで2時間20分　（あるいは1.0Vまでの低下）

この充放電、「充電し過ぎじゃないか」というのを確認
するが、この実験の目的です。

　　充電時間 = 放電時間 = 2時間20分

にしたら、どうなるか？
この場合の挙動を見守っているわけです。
　　※自動記録してくれるんで、200回ごとのデータ
　　　吸い上げまで、放っておくだけ…

JISが規定する実験条件だとこれ↓だったんで。

　（クリックで拡大↑）

劣化具合、200回であきらかに差が出ています。
さて、これからどうなっていきますか。

※関連
・2015年02月16日　エネループ・プロのJIS耐久試験　ちょいと条件変更
・2015年02月23日　エネループ・プロのJIS耐久試験こんな具合です
・2015年03月09日　エネループ・プロのJIS耐久試験続行中
・2013年12月24日　ダメな子電池「エネループ・プロ」JISの耐久特性

2011年製eneloop HR-3UTGB 放電結果

発掘！　サンヨーエネループ単3、単4の単3型8本を放電してみました。
その後、8本を充電してさらに2回目の放電。
全部で16コのデータを描きました。
（クリックで拡大↓）

問題だったのが「落下してもたんはこれじゃないか」とい
う7番目の電池です。
この1本だけ60分ちょいで放電完了。
他の7本のは80分あたりで終了。
これで容量ざっと1500mAh。
　　（#7は1100mAh）
3年以上放置でこの性能、たいしたものです。

90分付近で放電を終えているのが、初回充電後の2回目の
放電です。
これでざっと1800mAh。
7番目の電池も、とくに問題無く回復しているような感じです。

※追記：3回目の放電
　（クリックで拡大↓）

放電維持電圧、1.2V以上の区間が1時間ほどなんですが、
昔のはもっと電圧が高かったような…
2回の充電だけでは、まだカツを入れたりないかな？

※関連
・新世代ニッケル水素電池の放電特性
・新世代ニッケル水素電池のその後(2)
・新世代ニッケル水素電池のその後(3)

発掘！　サンヨーエネループ単3、単4

ガレージ常連のKTさんからのプレゼント。
サンヨーのエネループ詰め合わせ。
エネループ単3が8本、単4が4本。
それに充電器に単2、単1用電池アダプタのセットです。
なにやら「昔、電子辞書を買った時、おまけで付いてきた」
とのことなんです。

まずは外箱。

タイトル部の拡大。

箱の裏。

その隅にはこんなプリントが。

はい。　単3電池に記された製造年もこうなっています。
　　（単4の4本は2011年12月だった）
３年以上前！のです。
詰め合わせされてから放置されていたわけでして、エネループの
残存容量がむちゃ気になりまっす。
半年くらいの放置実験はしたことありますが、4年とは(笑)。

さて、ダンボールの中です。

ブルーの樹脂ケース。
これを開けると！！！

大感激！！
中央にある白い四角いのが充電器です。

まずは、放電する前に電池電圧と内部抵抗をチェックしてみました。

「1Ω」負荷で「1.23V」。

　　※使用ツール
　　・電池電圧チェッカー
　　・交流正弦波(1kHz10mA)による電池の内部抵抗測定回路
　　・PIC16F88を使ったバッテリ放電器

単3が8本、単4が4本。
こんな具合でした。

これはすばらしい。
　　★マークの#7電池だけがちょい劣化。
　　　でも、これ、ケースから取り外すとき
　　　床に落とした電池かもしれないんです。
　　　落としたショックで、おかしくなった
　　　可能性も。
　　　充放電を繰り返してどうなるか、推移を
　　　見ていきます。

さて、これから放電データをまとめます。
まずはこのままの状態で放電。
そして充放電を3～4回繰り返してどうなるか、暖かく見守ります。

・初回と2回目の放電結果

電池イジメ　エネループとエネループ・ライトの現状

「電池イジメ」を続けています。
小容量群は、エネループ・ライト、サイクルエナジ銀、ROC NiCdの3本。
高容量群で残っているのはエネループ（スタンダード）の1本。

このうち、エネループ・ライトとスタンダードを充電するときの
電圧変化と温度変化をチャートに記録してみました。

現在の充放電回数、ライトは583回で内部抵抗21mΩ。
まだ元気です。
スタンダードは493回で、200mΩを超える内部抵抗になっています。
温度にも敏感で、早朝（出社直後）の室温が低い状態では
まっとうな放電特性が得られないくらいに、劣化が進んでいます。
朝一に放電するときは、電池をポケットに入れ、ちょいと暖め
ちゃうのです。

充電器はBQ-CC21。
これを改造して、充電中の電池電圧を読めるようにしています。
温度センサはLM35。
プリンタシールド、長時間記録の例で使っています。
ひょっとしてこのカバーのせいで？#2ででもデータ採りに使いました。

●BQ-CC21で「ライト」を充電しているところ↓

さて、結果です。　（クリックで表示）
　　・eneloop_493.png
　　・eneloop_lite_583.png

補充電時のパルス高を見ると分かりやすいでしょうか。
ライトは0.05Vくらいですが、スタンダードは0.2Vほどになっ
ています。
内部抵抗が大きいため、充電電流を流した時、電池電圧が
跳ね上がるという現象が顕著になっています。
こんな状態のスタンダードでも、充電器は充電しようとがんばって
います。

イジメている4種の電池、現在はこんな放電グラフです。
（クリックで拡大↓）

放電器はPIC16F88を使った特性記録機能付き放電器。
1Ωの抵抗で放電させています。

500回目前のエネループ、当初の性能は出ていません。
グラフ、途中で電圧が上がっているのは放電時の発熱
による、活性化です。
だいたい、こうなるともうニッ水電池の寿命です。

がんばっているのはエネループ・ライトとニッカド電池です。
もともとの容量は小さいのですが、繰り返し充放電による
内部抵抗の上昇が出ていないので、元気が持続しています。

サイクルエナジ銀の内部抵抗は130mΩくらいに上昇してき
ていて、劣化を感じるようになっています。

「ライト」、充電環境が整った場所で使うには、けっこう
おすすめかと思います。

エネループ・プロのJIS耐久試験続行中

※前記事
・エネループ・プロのJIS耐久試験　ちょいと条件変更
・エネループ・プロのJIS耐久試験こんな具合です

現在、2クール目の28サイクル（78サイクル目）に至っています。
50サイクルごとに行われる「0.1Cで16時間充電」と「0.2Cで1.0V
まで放電」、この様子がチャートにできました。
　　（大きいのでGoogel Driveに保存）

　　・JISC_50a.png （クリックで表示）

各サイクル、充電完了時の電池温度上昇は5℃も上がりません。
それより、日々の室内温度変化が気になります。
出社して暖房をオン、帰宅時にオフ。
これが24時間サイクルで出ています。

50サイクル目と51サイクル目の充電（0.1Cで16時間）では、
およそ10時間で満充電（つまり1C）になり、電池温度もクイッ
っと上がっているのが見えています。
さて、この充放電実験。どんな状態で終わるのか、楽しみす。

エネループ・プロのJIS耐久試験こんな具合です

エネループ・プロのJIS耐久試験　ちょいと条件変更でお知らせ
しましたように、サイクル充放電の充電時間を変えてみました。

充放電は50サイクルが1単位で、その2～48サイクルでの
充放電が以下のように規定されています。

　　充電：0.25ItAで3時間10分
　　放電：0.25ItAで2時間20分　（あるいは1.0Vまでの低下）

この充放電、「充電し過ぎじゃないか」というのが、今回の
確認項目で、
　　充電時間 = 放電時間 = 2時間20分
にしたらどうなるか？
ということで、開始しました。
電池電圧と電池温度を測っています。
チャートはこちら↓
　・jis21a.png　　（クリックで表示）

充電末期の温度上昇を見てください。
正規の3時間10分充電だと10℃以上上昇。
温度上昇とともに、電池電圧がちょびっと下がる様子も
出ています。
2時間20分充電にすると、5℃くらいの上昇です。
この条件で、充放電を続けてみます。

エネループ・プロのJIS耐久試験　ちょいと条件変更

すでに実験結果を出したんですが、ちょっと充放電条件を
変えてエネループ・プロの耐久試験をしてみます。

・ダメな子電池「エネループ・プロ」JISの耐久特性

JIS C8708での充放電サイクルは50サイクルが1単位。
その2～48サイクルでの充放電がこのように規定されています。

　　充電：0.25ItAで3時間10分
　　放電：0.25ItAで2時間20分　（あるいは1.0Vまでの低下）

これを繰り返して、50サイクル目に「0.2ItAで1.0Vまで放電」
を行うわけです。
　　※「ItA」という表記、いわゆる「C」です。

充電と放電は同じ電流ですが、放電時間÷充電時間が74%と
充電したおよそ3/4の時間でしか放電しないのです。
つまり、充電しすぎ状態を繰り返しているんです。

エネループ・プロではありませんが、ReVOLTESでこんな実験を
してます。

・プリンタシールド、長時間記録の例

これを見てもわかりますように、充電時間が長いせいで、電池が
発熱しています。
実際、専用充電器での急速充電では、電池が発熱するわけですが、
満充電時の電圧変化を検出して充電停止を行わない条件で、
過充電状態を続けるのはちょいかわいそうかと思うんです。

だもんで、1本だけほぼ新品状態で残っていたエネループ・プロを、
　　（トラ技の記事からみで何回かの充放電は行っています）
サイクル2～48での充電時間を放電時間と同じにして耐久試験を
してみます。
試しに、充放電とも2時間20分に設定しました。

充電のエネルギ効率を考えると、この時間サイクルでは満充電に
はなりません。
放電では、タイムアウトするより1.0Vまでの電圧低下で各サイクルが
終わるでしょう。
放電0.25Cだと4時間が定格。
2時間20分だと、定格の6割弱、58%です。
これでどんな挙動をするか、見守っていきます。

充電池イジメ：東芝「THE IMPULSE」 TNH-3G 力尽きる

昨年の11月に始めた東芝のニッ水電池「THE IMPULSE」 TNH-3Gのイジメ…
　　（急速充電して1Ωの抵抗で放電、これの繰り返し）
昨日、力尽きました。

放電した後、充電器BQ-CC22にセットしたところ、LEDが点滅して
異常を報知しました。
充電器から取り外して内部抵抗を測ってみたら、えらい大きく
なっていたという次第。
この電池に対するイジメは、これで終了です。

ダメな子電池「エネループ・プロ」とともに、その内部抵抗の変化をグラフに
しました。
内部抵抗は交流定電流方式で測定。
充電後に計っています。
ただ、冬場の寒い時期、充電が終わってそのまま放置していると、
電池が冷えてしまって、内部抵抗が上昇します。
朝、仕事場に来てから、夜のうちに充電が終わった電池をポケットに
入れ、人肌くらいに温めてから計っています。
エネループ・プロは2つの電池（同時に買った）を試しています。

（クリックで拡大↓）

いかがでしょうか。
内部抵抗が100mΩを超えたあたりから、急速に劣化が進む
感じです。
実際、1本当たり100mΩの内部抵抗になると、大電流が流れる
機器では電圧ドロップが顕著になり、「そろそろ電池の寿命」
という感じがしてきます。

エネループ・プロ、それにインパルス、どちらも大容量が特徴の
ニッ水電池でしたが、長く使うのはもう一つのようです。
「プロ」と同じく、「金に糸目はつけずにどんどん買い換えろ！」
という電池のようです(笑)

※参考
・東芝「THE IMPULSE」 TNH-3G JIS C8708試験その後
・ダメな子電池「エネループ・プロ」JISの耐久特性

LEXEL社製E-KEEP単3、4本中1本が短絡死

2007年にやってきたLEXEL社のニッ水E-KEEP、この4本の
うちの1本が短絡死していました。

最後にチェックした記事が2013年1月。
このときは、弱ってはいるもののまだ大丈夫。
それから2年。
内部抵抗も上昇してきているということで、積極的には
使っていませんでした。
ちょっとした電池作動の回路を動かすくらいです。

この4本、土曜日に充電して先ほど充電状態を見てみたら、
「4」と記してある電池が充電できていません。
しかも電圧は「0.00V」。

これ以外の3本の内部抵抗は80～150mΩ。
「4」も74mΩと内部抵抗数値は出るのですが、電圧が0.00V。
CVCC直流電源で電流を流しても電圧が上がってきません。
どうやら、内部で短絡しているようです。
短絡死、NiCd電池（それも組電池で）ではよくありましたが、
ニッ水電池では初体験かな。

※関連
・「LEXEL」社の電池
・2000mAhクラスのニッ水電池その後
・電池の内部抵抗を計ってみる#2
・LEXEL社E-KEEP単3充電池
・電池電圧チェッカーの指示値と内部抵抗
・LEXEL社E-KEEP単3充電池ひさしぶりに

コードレス電話用充電池#2

2015年01月15日：コードレス電話用充電池の続きです。
電池の寿命で長時間通話ができなくなった自宅のコードレス電話
子機を仕事場に持ち込んで、様子を見てみました。

まず！！
仕事場のコードレス電話器電池との比較。

右のが自宅のでサンヨー製。
左のが仕事場で使っているもので、シャープ製。
似たような充電池でどちらも単4サイズ×3。
ところが、この接続コネクタに注目！！

まず、右側のサンヨー製。

1番ピンが黒で電池のマイナス側。

ところが左のシャープ製は↓

1番ピンが赤になっていて電池のプラス側。
同じコネクタなのに互換性無し！
これは、どういうこと？？

どこのコネクタなんでしょね。

「5264」「MSH」っとマークがあります。

※そう、私の場合、多くの設計で「若い番号をプラス側」に
　しています。
　2ピンのコネクタなら「１：プラス、２：マイナス」という
　感じです。
　4ピンなら「1:電源、2:信号A、3:信号B、4:GND」てな並びに。
　でも、マイクに使うXLRコネクターのように、
　「1番はGNDにする」という掟も考えなくちゃなりません。

さて、このシャープ製子機の充電の様子です。
電池を取り出してテスターをつなぎ（電流レンジ）、電池電圧を
プリンターシールドを使ったチャートレコーダーで
観察することにしました。

（クリックで拡大↑）
　　※チャート紙上下の「染み」は用紙切れ間近の警報色（赤）です。
　　　モノクロでスキャンしたんで。

電圧レンジは0～5V。　紙送りは1cm/分です。
これを見ると、1分サイクルで充電と待機が繰り返されています。
充電電流は約90mA。　一定ではなく、変動しています。
待機状態に変わると5～10mAの消費に。

それが繰り返されて、電池電圧が徐々に上がっている様子が
捕らえられました。

8分後の（Ａ）点で、充電台から子機を外しました。
すると、親機を探そうとするんでしょう、100～150mAという電流が流れます。
もちろん電池のエネルギーを消費する側です。
親機は持ってきていないんで、「親機が見つからない」という
表示を出し、5～10mAくらいに落ち着きます。
子機のボタンを操作すると、再サーチするんでしょう、再び大
きな電流が流れます。
あれこれするうち、（Ｂ）になると電池の消耗警報が出ました。

電池を新しくした子機ではなく、電池がへたったままの子機でのテスト
でしたんで、1分サイクルの充電がどういう制御になっているのか
までは不明です。
普通なら充電完了とともに充電が止まるような制御になるのかと
思うのですが、どうでしょうか。
もし、このサイクルが続くとしたら「充電しすぎ」になるかと思います。

コードレス電話用充電池

家で使っているコードレス電話。
その充電池が劣化しているようで、「話し込んだらすぐに警報が出る」
との苦情が女房から。
で、電話子機を仕事場に持ち込んで、ちょいと調べてみました。

電池は単4サイズ×3のニッ水。
「3.6V 700mAh」と定格が記されています。

外部電源をつないで、どのくらいの電圧まで下がったら警報が
出るのか試してみましたら「3.6Vで」要充電表示。
もう少し下がって「3.4V」になるとアラーム音が出ます。
1本あたり1.13V。　なかなか厳しい判定です。

さて、電池の劣化具合。
内部抵抗に現れるかと計ってみますと「860mΩ」。
1本あたり280mΩ。
う～む。
まぁ、電池の寿命なんでしょうが、どうしたものか・・・

※外装フィルムを外してみましたが、ヒューズやポリスイッチなどの
短絡保護部品は入っていませんでした。

「HHR-3XPS」、眠りから覚めるか？

ほっときぱなっしだったパナソニックに単3ニッ水電池HHR-3XPS。
新品未使用のまま約10年間放置。
これを充放電してみて、目を覚ますかどうかを見てみました。
開封後、電圧を調べると放電しきっていましたんでまずは充電。
その後に放電です。　　放電器はこれ。
充放電を繰り返して、どんな放電特性になるかその目覚め具合を
ご覧ください。

●1回目　　（クリックで拡大↓）

●2回目

●3回目

●4回目

●5回目

5回の充放電で、特性がそろいました。

前の記事にも書きましたが、電池1と2、そして電池3と4がペアになっていました
で、目の覚め方が似たんじゃないかと思っています。

それにしても、放電維持電圧の平坦部が低いです。
また、1.15Vまで下がると、あとはほんとストンとドロップ。
この特性は、ちょい怖いです。

※参考
・充電池と充電器
・DIMAGE7i技術資料

HHR-3MPSとHHR-3XPS

昨年7月にBEIさんとこからエナジャイザーリチウム電池が
やってきたとき、写真の単3ニッケル水素充電池が同梱さ
れていました。

まずはこれ。
パナソニックの「HHR-3MPS」。

「エネループ」に張り合っていた電池です。
2000mAh(min)という性能。
届いたのは使いさし。
電池の外装を良く見ると「死亡？」というメモが書かれていました。

電池の製造年マークは「0611」。
2006年11月ですから8年前のブツ。
こちらにやってきてからはほったらかしで充電していません。
およそ半年間放置していたわけです。

これがどうなっているのか、ちょいと調べてみました。
　　※使用ツール
　　　・電池電圧チェッカー
　　　・交流定電流方式を使った電池内部抵抗測定回路

電池電圧と内部抵抗を示します。

＃　無負荷 4.7Ω　1Ω　　内部抵抗
#1　1.26V　1.17V　0.92V　255mΩ
#2　1.26V　1.22V　1.08V　131mΩ
#3　1.25V　1.17V　0.92V　250mΩ
#4　1.26V　1.17V　0.95V　232mΩ

1Ω負荷でも電圧が出てきましたよ。
#1が「死亡?」と記された電池です。
内部抵抗が大きいと、負荷にした抵抗が小さい時のドロップが
大きくなります。
放電停止電圧を低い目にして、どのくらいのエネルギーが残って
いるのか、ちょっと見てみます。

そして、もう一つの電池がやはりパナソニックのHHR-3XPS。
これは新品でした！

「2005年3月現在業界最高！レベル容量」というシールが
メーカーの誇りを表しています(笑)。
製造年月のマークは「0505」で、つまりおよそ10年間放置
していたことになります。

しかし、残念ながらエネルギーは残っていませんでした。
デジタルテスターでは「0.54～0.56V」を示していましたが、
電池電圧チェッカーは起動できません。
内部抵抗を測ると「21～24mΩ」となっていました。
これから充電してみますね。
生き返るかな？

※HHR-3MPSの放電結果。
　　　最終充電日は不明ですが（半年前？）、使い古された電池
　　　でもこれだけの容量が残っていました。
　　　放電器はこれ。　負荷抵抗1Ωで0.8Vまで放電。
（クリックで拡大↓）

内部抵抗の測定結果が小さかった電池#2の放電維持電圧
が高く出ています。
しかし、内部抵抗が200mΩになるとさすがにもうスラッシュや
デジタルカメラなどの消費電流が大きな機器では使えません。
充電できるかどうかを見てから「電池の墓場箱」に仕舞い込ん
でおきますわ(笑)。

※HHR-3XPSの充電結果
使った充電器は充電時間表示機能付きBQ-390。

その結果です

＃　全体　　大電流
　　時間　　充電時間　無負荷　4.7Ω　1Ω　　内部抵抗
1　40m33s 　 06m52s　 1.38V 　1.36V　1.31V　14mΩ
2　18m23s 　 02m33s　 1.36V 　1.35V　1.29V　15mΩ
3　38m53s 　 23m09s　 1.38V 　1.36V　1.31V　14mΩ
4　39m02s 　 23m12s　 1.38V 　1.36V　1.31V　15mΩ

#3,4に比べて#1,2の充電時間が短くなりました。
何らかの理由で、十分充電されていないのかもしれません。
　※4本パックの電池でしたが、#1=#2、#3=#4とペアで
　　シュリンク包装されていましたので、微妙に
　　特性に違いが出ているのかもしれません。
これから放電させて、10年の眠りからよみがえるのかを見てみます。

エネループ・スタンダード400回目

昨夏から続けている電池イジメ、エネループ・スタンダードが
400回目の充放電を達成しました。
※現在は「インパルス」といっしょに充放電を行っています。

まず、400回目放電直前の内部抵抗。
　　216mΩ　　→　30分間胸ポケットで保温すると155mΩに。
ずいぶんと上昇してきています。
温度変化にも敏感。

ちなみに30回目で33～43mΩだったインパルスの内部抵抗は、
今回は50回目の充放になるわけで、
　　64mΩ　　→　30分間胸ポケットで保温で55mΩに。
なんとなく上昇気味です。
インパルス、JIS C8708では115回目でアウトでしたから。
エネループ・プロもダメな子電池だったんで、もっとひどい経過に
なるんじゃないかと思っています。

エネループ・スタンダード、最初から400回目までの放電グラフは
こんなのです。　（クリックで拡大↓）

そろそろ寿命かなぁ。

東芝「THE IMPULSE」 TNH-3G JIS C8708試験その後

東芝の大容量単3ニッ水電池、ザ・インパルスに対する「JIS C8708」による
充放電サイクル試験を始めたのが11月6日。
その200サイクルが終わりました。
しかし、残念な結果になりました。
50サイクルごとの「0.2C」放電グラフ、こんな状態です。

（クリックで拡大↓）

200サイクルまで、持ちませんでした。

試験中はその様子を表示しているんですが、100サイクルを越え
たあたりから、「あらまぁ」な状態に・・・
途中で止めるわけにも行かないので、200サイクルは完了させました。
寒くなり、室温も下がってきたのでその影響もあるでしょう。
　　※JISの条件は電池温度が20℃±5℃
恒温槽は持ってませんので、温度管理はできていません。

それにしても、エネループ・プロより残念なデータになって
しまいました。

100サイクル目の最初は、このようにまだ大丈夫。

規定の「2時間20分」、放電できています。
ところが、115回目の放電で、2時間20分の前に電圧が1.00Vに
達してしまい、そこでこの放電サイクルが止まりました。

1日あたり4サイクルくらいで充放電が行われますんで、3週間ほど
前の話です。
12月に入り、気温は低くなっていますが、仕事中の室温は20℃
以上あります。
夜間や早朝も下がっても数度。
朝、仕事場に出てきたとき、低い時でも8℃です。
温度管理をしてどうだったかという興味はありますが、普通の
室内ではこんな状態になったということで、これで今回の実験は
終了です。

※追記
内部抵抗、360mΩになっていました。
　（胸ポケットに15分ほど入れて暖めたら320mΩに低下）

電池の温度を制御したい

先夏から続けている充電池いじめ。
さすがのエネループ・スタンダードも、充放電回数を重ねるに
つれ、電池温度低下時の内部抵抗の上昇が気になります。
冬になって室温が低くなり、温度差が大きくなってくると
よけいです。

さて、「温度による内部抵抗の変化」、これを自動測定できない
かなぁ、と思案中です。
恒温槽なんて持ってませんので、簡易的に温度を上昇させながら、
内部抵抗を計るという仕掛けになるでしょう。
つまり、温度を下げることができるのは室温まで。
暖めるのは、何かヒータになるものを制御というわけです。

で、予備実験。
2リットルのPETボトルが6本入っていた空段ボール箱。
この底に「60W」の白熱電球を置いて（板にソケットを固定して）
箱の上部に温度計を付けて、変化を計ってみました。
室温(20℃ちょい)から50℃まで上昇するのが数分。
その後、60℃手前でほぼ安定します。

電池の芯まで十分に暖められるよう、ゆっくりと昇温でしょう。
例えば、1℃上げるのに10分とか。
熱源に電球を使うかどうかは別として、SSRあたりでON/OFF
すれば、一定温度上昇の制御ができそうです。

さて、問題は制御方法。
やっぱ、マイコンなんでしょうが、OP-AMPを使ったアナログ
制御も面白いかなっと思っております。

デジタルじゃなく、「真面目にアナログでPIDして温調」なんていかがで
しょうかね。
　　　　　　※Ｐ：比例　Ｉ：積分　Ｄ：微分

※PID制御参考回路　（クリックで拡大↓）

あるいは、こんなふうにPIDそれぞれをon/offできるようにとか。
　　　（クリックで拡大↓）

東芝のニッ水「THE IMPULSE」の内部抵抗変化

充放電実験を始めた東芝のインパルス、30回目の経過報告です。
今朝、その内部抵抗を測定しました。

初期は「21mΩ」だったのが徐々に上昇しています。
昨夕、充電器にセットして帰り、今朝仕事場に来てすぐの測定です。
暖房を入れる前、室温15℃で「43mΩ」。
その後、胸ポケットに入れ30分ほど人肌で暖めたら「33mΩ」に。
電池は生もの、温度で特性が変化します。

この記事のグラフに「エネループ・プロ」の内部抵抗変化が出ています。
エネループ･プロだと50回で「18mΩ→39mΩ」という変化でした。
さて、インパルスはどうでしょう。

ちなみに同時に充放電している「エネループ・スタンダード」、
これは380回目を迎えています。
この内部抵抗は、同じように朝の室温15℃で「250mΩ」、
人肌に暖めると「142mΩ」に低下しました。
寿命末期になるほうが、温度の影響を受けやすいようです。

エネループ・スタンダード、気温低下で内部抵抗上昇

充放電実験を続けているエネループ・スタンダード、今朝いちばんに
内部抵抗を計ってみましたら、「200mΩ」ほどに上昇。
室温14℃。

先週の金曜に充電して、土日を休んで月曜の朝に測定しました。
休みの間、仕事場には人がいないので冷え冷え状態になっています。
先日から充放電に加わった東芝の「THE IMPULSE」は「25mΩ」。
まだまだこれからです。

がんばってきたエネループ・スタンダード、寿命が近づいている
感じです。

※充電が完了した後、ほのかに暖かい感じでは「120mΩ」でした。
（室温23℃）

※エネループ・スタンダード 364回目の放電
（クリックで拡大↓）

赤：東芝 THE IMPULSE　350回目から参加
緑：エネループ・スタンダード　2013年夏から継続
　　当初は1800mAh以上の容量を記録していました。

※2014年11月19日追記
温度低下による内部抵抗上昇が放電特性にどんな影響を
与えるかの例です。
　　（緑線のエネループ・スタンダードに注目ね）

この2本を昨夕、充電状態にして帰宅しました。
そのまま今朝まで放置（勝手に充電が行われます）して、
仕事場に来てから放電開始。　366回目の放電です。
そのグラフです。（クリックで拡大↓）

364回目と比べて、放電持続時間は大きく変化していませんが、
放電開始直後の電圧が低くなっています。
その後、放電により電池が温まってくることで、内部抵抗が
低下して、それで極端な電圧低下が避けられている模様です。
これがもっと進むと、温度による内部抵抗変化が小さくなり
（温度が上がっても内部抵抗が大きいままになる）、電圧低下が
大きくなり、寿命を迎えるものと推測されます。
充電時も同じで、
　　内部抵抗大→充電時電圧上昇→充電異常判定
ということで、充電不能になってしまいます。
さて、それがいつになると…
たまたまこの時期が冬場になりましたので、条件はきびしい
かなぁ。

エネループ・スタンダードその後

昨年8月からの電池いじめに継続参加しているパナソニック「エネループ・スタンダード」
(BK-3MCC 1900mAh)のその後です。
充放電回数(専用充電器で急速充電、1Ω定抵抗で1.0Vまで放電)は現在356回。
先日から東芝のニッ水電「THE IMPULSE」2550mAh を加えて実験を続けています。
さすがのエネループも、350回を越えると、内部抵抗は100mΩほどに上昇しています。
これまでの様子をグラフで示します。

（クリックで拡大↓）

内部抵抗が100mΩになると、電圧低下も大きくなります。
1Aで0.1Vのドロップですから、1.2Vを維持する時間が徐々に短く
なってきています。
さて、どこまでいきますやら。

※追記　　内部抵抗の変化もグラフにしました
（クリックで拡大↓）

・エネループ・プロ
　実験に2本使ってます。
　1本目は96回目でダウン。　2本目は135回目でダウン。
　充放電回数が50回を越えたあたりから内部抵抗が上昇しだします。

・エネループ・スタンダード
　まだがんばってます

・サイクルエナジ・金
　277回目でダウン。

・充電式エボルタ
　334回目でダウン。

・エネループ・ライト
　容量は小さいけど頑張り屋さんです。

・サイクルエナジ・銀
　徐々に上昇。　でもまだがんばり中。

・ReVOLTES
　307回目でアウト。　でもなにせ百円電池です。

・ROC Ni-Cd 700mAh
　さすがNi-Cd。　内部抵抗は低い。

※ダウンという表現、急速充電器ではねられたということで、
　充電できずで寿命と判断しています。
　ゆっくり充電なら、エネルギーは溜められるでしょう。
　でも、内部抵抗増大で重負荷だと電圧ドロップしてしまい
　ます。

※参考　使用機材など
・放電特性記録機能付きバッテリー放電器
・電池電圧チェッカー
・交流定電流方式による電池内部抵抗測定回路
・充電池と充電器まとめ

東芝のニッ水電池「THE IMPULSE」 TNH-3G

日本橋のシリコンハウスへ買い物に行ったとき、バラ売りしていたので
買ってきました。
・東芝の単3ニッ水電池「THE IMPULSE」 TNH-3G

★容量：2550mAh。

大容量ニッ水電池、エネループ・プロの例があるんであんまし期待はしていません(笑)。
だもんで、買ったのは実験用に2本だけ。

仕事場に持ち帰り、さっそく簡単なテスト。
電池に1と2と番号を書いて、まずは電圧チェックと内部抵抗測定から。

・買ってすぐ
　　　　無負荷　　4.7Ω負荷　1Ω負荷　内部抵抗　　
電池１　　0.99V　　0.89V　　　0.69V　　31mΩ
電池２　　1.26V　　1.24V　　　1.17V　　19mΩ

ありゃま。　電池1のエネルギー、無くなっていました。
お店の電池コーナーには「充電済み」なんてPOPが貼ってあったんですが…

・2回目の充電後
　　　　無負荷　　4.7Ω負荷　1Ω負荷　内部抵抗　　
電池１　　1.46V　　1.44V　　　1.38V　　24mΩ
電池２　　1.47V　　1.45V　　　1.39V　　21mΩ

　　※電圧チェックはこれで→PIC16F819を使った電池電圧チェッカー

充放電を繰り返すと落ち着いたようです。

さて、これから進める実験は2つ。

・急速充電器（パナソニックBQ-CC21）での充電と自作放電器(1Ω負荷)による、
　繰り返し充放電。

真ん中のは現在実験継続中のパナソニック・エネループ。
350回目の充放電で内部抵抗98mΩまで上昇。

・JIS C8708による充放電サイクル試験。

ダイソーReVOLTES単3の実験を終えて遊んでいましたので、
さっそくインパルスに対する試験を開始しています。

さて、結果が出るのはいつ？
エネロープ・プロはC8708の試験でも400回まで行きませんでした。

※インパルスの放電特性

買ってきた2本のインパルス、その放電の様子です。
昨年の電池イジメで取得したエネループ・プロとエネループ・スタンダード
のデータを重ねています。

・１赤：インパルス１　3回目の放電
・２緑：インパルス２　3回目の放電
・３青：エネループ・プロ　6回目の放電　(2013年9月4日)
・４灰：エネループ・スタンダード　6回目の放電　(同)

放電維持電圧にエネループ・プロとの違いが出ています。
この時のエネループ・スタンダード、今も充放電実験を継続しています。
公称容量が大きいだけに放電持続時間が長くなっています。
ただ、定抵抗放電なので、放電維持電圧が高いと放電電流が大きくなり、
結果的に放電時間が短くなります。
グラフ右に表示している推定容量は、このあたりを考慮して計算し
ています。　（電圧から電流を推定して積算）

単4用ホルダーのバッテリー放電器完成品

仕事場でキット頒布している放電特性記録機能付きバッテリー放電器、
これの単4電池用のものの製作依頼がありまして、ついでに4セット製作しました。
完成品としてこれを頒布します。

代金は以前の単3用放電器と同じく12,342円(税込)でお願いします。

※注意

・電池との接触抵抗を安定させるため、「BULGIN社」の
　電池ホルダーを使うように改造しています。
　そのため、単4電池の放電専用になっています。
　　※参：「電池イジメで」　　…電池ホルダーとの接触具合を記事に

・PCとシリアルケーブルでつなぎ、電源用電池（単3×
　3本）をセットすればすぐに使えます。

・シリアルケーブルやUSB変換器は付属していません。
　ケーブルを自作できる9ピン・メスD-SUBコネクタを2個添付します。

・電源用電池は付属しません。

・A/D値から電池電圧を計算するための基準電圧設定値は、シールで
　貼ってあります。
　グラフ描画ツールで設定するとき、この値を使います。

・BULGIN社電池ホルダーの「電池確保用爪」と「上部電極端子」は
　切っていません。
　爪があると電池の取り外しがしにくいので、適時、対処してください。

・代引きでのお届けとなります。
　（頒布価格に運賃と代引き手数料が加算されます）
　　　※詳細は私の仕事場：アクト電子のページをご覧ください。

・頒布希望のかたは、匿名でかまいませんのでこの記事に「公開」で
　コメントしてください。

・その後、「非公開」をチェックしてお届け先（住所、
　氏名、郵便番号、電話番号、配達時間帯、配達曜日指定、
　メールアドレス）を書き込みしてください。

・仕事場：アクト電子へのメールでもかまいません。

・この完成品が無くなってしまっても3週間ほど頂戴できれば
　BULGIN社の電池ソケットを使って組み立てします。
　単3用か単4用かをご指定ください。　（混ぜるのもあり）

・放電用抵抗は1.0Ωです。
　これを1.5Ωあるいは2.2Ωにすることも可能です。

・とりあえず「早い者勝ち」ということでお願いします。

※単4・単3混載例

BQ-390充電器の左側仕切りが折損

このBQ-390、いつ買ったんでしょうね。
仕事場でニッケル水素電池を充電する時、メインで使っています。
充電時間表示改造してあるんで、充電の失敗発見や電池の状態確認が
手軽にできます。
で、先ほどなんですが、単3電池をこのいちばん左側のスロットにセット
するとき…「あれ？　違和感あり！」だったのです。
「なぜ？」っと端子部を見ますと、単3・単4の仕切りが折れて
いました。
その樹脂片が電極下側に入り込んで、電池のセットをじゃまして
いたのです。
こんな具合↓

拡大↓

折れた破片を取り除いて解決。
接着して復旧してもすぐに折れそうです。
この仕切りがなくても、電池のセットに気をつけておけば
きっと大丈夫でしょう。
ということで、これはほったらかしで使います。

パナソニック「電池がどれでもライト」BF-BM10

中川には二つの会館があります。
「中川老人憩の家」と「中川西会館地域集会所」。
それぞれ三階建と二階建て。
各階に避難時照明用の懐中電灯を置いておこうということで、
あれこれ商品をサーチしていましたら、こんなのを発見。

・パナソニック「電池がどれでもライト」BF-BM10

何が面白いって…　まぁ見てもらいましょう。

外観↓　　そんなに大きくはありません。

白色のLEDランプです。　ランタンのように上を向けても置けます。

電池が装着された様子↓　　これが面白い。

全部で4本。　それも、単1から単4が1本ずつ。
でも、実際に使うのはこの4つのうちの1つだけ。
どんな形状の電池でも使えるぞ、というわけです。

スイッチ(接点)はこんな具合↓

半透明の外周が回って、接点が電池のプラス頭を切り替えます。
イザというとき、手持ちの電池、なんでも使えるというわけです。
LEDの輝度はまぁまぁの明るさです。

で、せっかくですんで、電圧を変えたときの電流値を測定してみました。

電圧　　電流
－－－－－－－
1.6V　　0.28A
1.5V　　0.26A
1.4V　　0.24A
1.3V　　0.22A
1.2V　　0.20A
1.1V　　0.17A
1.0V　　0.15A
0.9V　　0.12A
0.8V　　0.09A　暗くなる

優れたDC-DCコンバータ回路なら、電圧が高ければ電流が減る
という特性（電力一定）になるんですが、そうではありませんでした。
もうちょいがんばってほしかった。

※関連
・2008年05月31日　LEDヘッドランプ
・2011年12月15日　トラ技2012年1月号のLEDランタン回路
・2011年12月16日　LEDランタン（4LED）
・2011年12月17日　豆電球ランプをLEDに
・2012年02月17日　百均LEDランプを定電流化　←電流変化参考
・2012年03月01日　百均単4電池3本・3LEDランプを改造
・2012年08月29日　単3×4本の卓上ランプをLED化