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【素人は】 リチウムイオン電池 【扱うな】 [電子工作一般]

電池パック状態になっていない生セルの話です。

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こういうヤツ。

最近は、航空機への持ち込み制限だけでなく、宅配便でも梱包に「リチウムイオン電池」という表示をするようになっています。
高容量で軽量。便利な半面、実はものすごく扱いの難しい電池なのです。

素人は生セルに手を出してはなりません。
趣味で作った回路で充電するなんて自殺行為です。


市販されている電池パックには、何重にも保護するための回路が必ず入っています。それも、超高精度の物がです。この保護回路のおかげで、充電器が万が一故障したり電池セルが異常になっても、爆発や発火を防いでくれています。
※市販電池パック:携帯電話、デジカメ、ビデオカメラ、ノートPC等の専用電池パック

リチウムイオン電池には何種類かありますが、すべてのリチウムイオン電池で共通な充電方法があります。それはCVCC充電法といい、定電圧に電流制限をかけた充電回路になります。

一般的なリチウムイオン電池(ポリマーも)の充電電圧は最大4.200Vとなっています。桁数に注目してください。
仕様では、最大電圧=4.2V±50mVというのが一般的です。50mV精度でコントロールが必要なのです。

電池パックに内蔵されている保護回路は、4.325V±25mVで回路をカットしています。
これは、この電圧を超えると電池は危険領域に入るからです。イオン化しているリチウムが析出して金属リチウムが生成されます。成長した金属リチウムはセパレーターを突き破り極板ショートを引き起こします。リチウムはとても燃えやすく、電解液も可燃性ですから、一気に燃え上がります。そう、電池の先端から火炎放射をしながら爆発するのです。

この±25mVを自作回路で実現するのは不可能です。
また、この電圧を確認することも、素人が入手できる電圧計では精度が足りないのです。

この回避方法も実はあるのですが、ここでは説明しません。
興味が出ましたら、各自で勉強してください。

もう一度書きます。
素人はリチウムイオン電池をいじっちゃダメ

実用化初期から扱っていたエンジニアより。

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コメント 8

まっちばこ

携帯電話の電池がイカレてくると膨らむのは大丈夫なのでしょうか。(恐怖なのですが)
by まっちばこ (2010-12-17 21:50) 

sawada

純正の電池、純正の充電器を使っていれば問題ありません。
電池パックは膨らみます。

しかし、私のは2年以上使っているのに全く膨らんでいません。
膨らむ理由は何か・・・

もしかして、充電しながら使っていませんか?
充電しながら通話、充電しながらメール・・・
これは電池パックを一番痛める使い方です。
充放電を急速に繰り返し、発熱も大きいからです。

私は電池残量が残り1メモリになるまで充電しません。
もともと殆ど使わないので、1回の充電で1週間近く持ちます。
既に2年以上経過していますが、元気いっぱいです。
最近、少し弱ってきたかもしれないですが。

毎日充電や、常に満タンにするような使い方(使っていないときは電池残量に関わらず充電器につないでいる)は寿命を縮めます。

リチウムイオン電池で一番良くない条件は、「高温」「満充電」です。
しかも、満充電状態での保存が一番劣化が進みます。

最近のノートPC等は、いたわり充電モードと言って、満充電にしないで止めてしまうモードがあります。また、急速ではなく、ゆっくりと充電するのも発熱を抑えられるので寿命が長くなります。

ビデオカメラ等の滅多に使わない電池パックは、半分くらい充電した状態で保存すると寿命が伸びます。カラも良くないのですが、満充電も良くないのです。
私は使い終わったら半分くらいまで放電(または充電)してから保存しています。そして、使う前日に満充電にしています。


by sawada (2010-12-17 23:29) 

まっちばこ

なるほど、ありがとうございます。

これは4年以上前の話なのですけれど

特に充電しながら使うというようなことはしていなかったのですが、以前膨らんだ時にはドコモショップに持っていったら故障扱いで交換してくれました。(メーカーはパナソニックです。)

今使っているものは2年使っても膨らみませんでした。(まだ大丈夫のようでしたけれど6月に新しいものに交換しました。)

>毎日充電や、常に満タンにするような使い方(使っていない>ときは電池残量に関わらず充電器につないでいる)は寿命を>縮めます。

これは業務無線などではディーラーの営業がこれを勧めるので困っています。特にニッケル水素電池と混在しているので参ります。確かにイザという時に使えないのは困るので劣化したら買ってもらえば済むのですが、業務無線で使っているリチウム電池は意外と長持ちをすることが多いようです。(5年ぐらい平気で使っています。)


by まっちばこ (2010-12-18 10:32) 

sawada

実は、膨らみにくい電池と膨らみやすい電池があります。
これは構造の違いでして、各社のノウハウになっている部分です。
他社なので真偽の程はわかりませんが、一時期膨らみやすい電池がたくさん出回りましたが、コストダウンで某メーカーの物を採用したら、膨らみやすくなったような噂を聞いています。(自社製でも無いです)

業務無線のパックは持つんですね。
それは満タン運用していないからかもしれません。満タン(つまり、セル電圧が4.20V)が最大の劣化原因ですから、腹八分目で充電するようになっている可能性が高いです。実容量が8割に減っている分(例えばセルが1000mAhならパックの仕様上は800mAh)、セルを大きくしてやれば、持続時間は確保できます。
何でもかんでもぎりぎり満タンにするのではなく、腹八分目モードがある充電器が欲しいです。それと、長期保存用に50%充電になるようなモードも。電池パックってベラボウに高いですからね。


by sawada (2010-12-18 11:30) 

kawase

ノートパソコンのバッテリー(ニッケル水素)に寿命が来たのでセルを自分で換えようと思っています。折角なのでリチウムイオンのセルにしようと思っています。この場合充電は今までの充電器で充電できるのでしょうか?
by kawase (2013-02-21 14:15) 

sawada

できません

by sawada (2013-02-21 16:22) 

オレンジ

初めまして。

試験機器に生セルの18650電池が入っており、扱いに困っているので処分したいのですが、パワー抵抗(20Ω程度)を繋ぎ完全放電(0V付近)まで落として置いた方が安全でしょうか。再充電はしません。

よろしければご回答お願いいたします!
by オレンジ (2019-02-17 21:26) 

sawada

>オレンジさん
安全性にかかわる話なので、セルのメーカーに相談してください。Li-ionセルにもいくつかの種類があるので、気軽に答えることはできません。
セル単体の処分は、取引先のメーカーに引き取ってもらう以外は無かったと思います。一般ごみで2次電池は回収してくれません。
by sawada (2019-03-22 00:44) 

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