電池

2022年5月17日 (火)

放置していた2014年製の「eneloop lite」を充放電

2014年10月の日付が入ったpanasonic製「eneloop lite」。
  ・型番:BK-3LCC  容量:950mAh(min)
買ってから少し使って、置いたままにしてありました。
  ・いつ使ったのか?  何に使ったのか?
   何回充電したのか? 最後の充電はいつ?
   など、状況は不明です。

Ee1_20220517112401

放置した電池がどうなるのかどんなものか、
新JISでテストしてみました。
まず初回(ほんとはそうじゃないけど)の放電と4回目までの
充電グラフです。
E
最後の充電がいつだったのかは記録していないので
保存性がどうだの評価はできません。

そして、これが50サイクルごとの0.2C放電。
E2-1

放置電池、充放電を繰り返しても活性化はしないようです。
400cyc後の内部抵抗、20mΩとまだ小さな値を維持していました。

もう一つのグラフが、充放電時間と充電完了電圧の変化。
Cap009_20220517115801
ニッ水電池の劣化具合は、放電電圧の変化を見るより、
このほうが全体的な様子がわかります。

50cycごとの0.2C放電(ゆっくり放電)直後の充電で発生する
充電時間の突出。
これが出始めると「そろそろ寿命か?」ということになります。

この電池、どんな使い方をして放置していたのかが不明です。
そんなに使い込んだ記憶は無いのです。
  ※消費電流の小さな無線マウスあたりか
   思うのですが・・・
ということは、放置による自然劣化なのかと。

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2022年4月30日 (土)

ダイソー「LOOPER」(1000mAh) 充放電実験 400サイクル終了

ダイソーのニッ水充電池「LOOPER」単3(1000mAh)、
充放電実験開始が 2月6日
途中経過報告が3月24日。
 ・ダイソー「LOOPER」(1000mAh) 充放電実験 220サイクル目
昨日、400サイクルを終了しました。

50サイクルごとに行う「1.0Vまでの0.2C放電」。
この放電の様子です。
Cap011

「0.2C」ですので、定格で「5時間 = 300分」の放電時間。
300サイクル目までは300分を越えていますんで、
「min 1000mAh」と示された定格容量を満足していると。

JISではこの時間が「60% = 3時間 = 180分」になると
「寿命」と判断します。
「まだまだ行くぞ!」というところでしょうか。

しかし、この0.2C放電カーブより、毎サイクルごとの
0.5C充放電の時間と、充電停止電圧をグラフ化する
ほうが、「劣化の進行」が見えるように思います。

Cap012

充電停止電圧の上昇を見ると、サイクルが進み
内部抵抗が大きくなっている様子が浮かんできます。
「looper」、まだまだ大丈夫そうです。
  ※冬が過ぎて、室温の上昇も「良い方」に
   働きます。
800サイクル目に向け、実験継続です。

 

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2022年4月22日 (金)

タミヤ★★ミニ四駆用充電池「NEO CHAMP」950mAh 800サイクル目

充放電実験を始めたのが2021年11月15日
11_20220422095801
タミヤの「NEO CHAMP」950mAh単3ニッケル水素電池、
JIS C8708:2019での充放電実験800サイクル目が終わりました。

50サイクルごとの0.2C放電グラフ。
Cap107
まだまだ大丈夫そうです。
200サイクル目が2022年2月4日
電池が元気だと、充放電に目一杯の時間がかかります。

毎サイクルの充放電時間と充電終了電圧を記録したのがこのグラフ。
  (充放電電流が異なる50サイクルごとのは除いて)
Cap108
作った充放電装置、連続運転できるのが400サイクル。
内部抵抗を計っておこうと、400サイクル目に電池を
取り外しました。
その時、電池電極と電池ホルダーを清掃(IPAでゴシゴシ)
したのが良かったのか、接触状態が回復したようです。
  ※いつもは、取り外して清掃まではしません。
   電池ホルダーに装着したままクルクル回して
   なんてことはしますが、取り付けっぱなしです。
1200サイクル目に向けて実験続行です。

パナソニック 充電式エボルタお手軽モデル BK-3LLB 1000mAh
のグラフを見ますと、800サイクル目の0.5C放電が95分。
Cap002_20211018105901
NEO CHAMP、頑張っているようです。


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2022年3月24日 (木)

ダイソー「LOOPER」(1000mAh) 充放電実験 220サイクル目

ダイソー「LOOPER」(1000mAh) 充放電実験開始 が2月6日。

11_20220324124901

今朝、220サイクル目の放電が終わったので、途中経過を
抜き出しました。
  実験装置では400サイクルが一区切りなんですが、
  気になったんでどんなもんかと。

充放電時間と充電停止電圧の変化。
Cap040
   ※50cycごとのゆっくり充放電のデータは抜いています。

寒い季節なんで、室温変化の影響が大きいようです。
温度が上がると内部抵抗が小さくなる傾向があるんで
けっこう電圧が変化します。

0.5Cでの充放電電圧の変化がこのグラフ。
Cap039

まだまだ大丈夫そうです。

同じダイソーの「ReVOLTES」の様子。
ダイソーReVOLTES単3 JIS C8708:2019充放電試験(-ΔV検出有) サイクルごとの充放電時間
  500サイクルで終わりました。
その時の充放電時間の変化。
V517_20200512173401
100cycあたりまでは、定格の2時間を越えた放電時間を
記録しています。
この時の充電時間、-ΔV検出より先に目一杯の132分の
リミットで停止しています。
充電停止電圧の上昇が内部抵抗の増大を示していて、
徐々に悪い方に変化している様子が見えます。
放電時間「60%=72分」が200サイクルちょい越えあたり。
比べると、「LOOPER」、頑張っているようです。
   ※容量は違いますが

一昨日、近所のダイソーに寄ったのですが、「LOOPER」
ありませんでした。

同じ1000mAhの充電式エボルタお手軽モデルのデータ。
パナソニック 充電式エボルタお手軽モデル BK-3LLB 1000mAh 2000サイクル目で終了
Cap002_20211018105901
値段が違いますが・・・
このデータを記録するのに1年近くかかっています。

電池あれこれ

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2022年3月14日 (月)

Amazonベーシック単3(2000mAh) 60%(72分)放電 1200回で終了

2021年9月24日:東芝TNH-3ME(1900mAh) 新JISでの充放電実験終了:突然死で
これで実験回路が空いたので、次の実験として、
  「Amazonベーシック単3(2000mAh)の60%(72分)放電」
を試していました。
「放電深度を60%から100%にしたら寿命が10~15%に減る」
これ↑の検証です。

スタートしてから半年。
1200サイクル目で終了します。
11_20220314095001

まず、50サイクルごとの0.2C(400mA)放電の様子。
Cap028
JISでは、この放電時間が「180分」を切ったら「寿命」と
判断します。

毎サイクルの充放電時間と充電停止電圧をグラフにすると、
劣化が進行する様子がよくわかります。
Cap029
0.5Cでの充放電ですんで電流は「1A」。
充電停止電圧の変化から、徐々に内部抵抗が上昇する様子が
浮かんできます。
内部抵抗は189mΩまで上昇していました。


Amazonベーシック、通常のJIS C8708:2019によるサイクル充放電
での結果はこれ↓
 ・Amazonベーシック 2000mAh単3ニッケル水素電池 800サイクル目で終了
Amz_vt_20220314095001
この時は、800サイクルまで続けましたが、こんな評価かと。
 ・200サイクルまでは劣化を感じない。
   でも、300サイクルを越えると、ちょっと・・・
 ・エネループ・プロや東芝インパルス、富士通・黒のように
  突然死はしなかった。

今回の72分放電では、891サイクル目の放電で72分を切りました。
冬場なので、仕事場の暖房など、温度変化が大きな試験環境でした。
後半になると、温度の影響でグラフの変動が大きくなっています。
「突然死」せずに寿命を全うした感じです。

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2022年2月16日 (水)

「トランジシタ技術2022年3月号」に「ニッ水電池」の記事を掲載してもらいました

トラ技:これを「とらぎ」で変換するか「とらわざ」で変換するか・・・
2022年3月号の特集第3部「定番リチウム以外の注目バッテリの研究

  乾電池タイプの定番!
  ニッケル水素サイクル特性
として、投稿記事を掲載してもらいました。

・表紙
12_20220216092801
・目次
14_20220216092801

さっそくですが、掲載図の訂正。 p116の図13
11_20220216092801

著者校正で気付かなかった・・・

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2022年2月 8日 (火)

JIS C8708:2019実験でのニッ水電池、初回放電の様子

ニッケル水素電池のJIS C8708:2019充放電実験、
 ・「電池あれこれ」まとめ
の中から、2020年2月あたりからのブログ記事をピックアップ
してもらえれば、新しい手順での充放電実験の様子が見えるか
と思います。

まず、JISの新しい手順「JIS C8708:2019」に気付いたのが
 ・2019年6月24日:ニッ水電池のJIS規格「JIS C8708:2019(7.5.1.4)」が読める

これに対応した実験回路を作り始めたのが
 ・2020年2月16日:JIS C8708:2019充放電試験回路製作中

そして、1分ごとの充放電データを全部取り込むために作ったのが
 ・2020年4月24日:Arduino-UNO + SDカードでシリアルデータロガー 完成形

これを作るまでは、50サイクルごとの0.2C放電のデータや、
各サイクルごとの充放電が完了した時間や電圧は記録して
いましたが、「1分ごとの全充放電データ」の記録はして
いませんでした。
  大量のテキストデータ。
  400サイクルで2.5メガバイトほど。
  記録するのにPCを通電しておくのも、
  電気代がもったいないしということで。

ですので、初期に行った充放電実験では、「初回の放電グラフ」
は残っていません。
0.2C放電で、何分かかって「1.0V」に達したのかは調べられ
ますが、その放電電圧の変化は残してなかったのです。
初期に充放電実験を行った
  エネループ・スタンダード、ReVOLTES
  富士通1900mAh、富士通2450mAh
このあたりの初回放電データが抜けています。
それ以降のは、「SDカード・シリアル・データロガー」が
順調に動き始めて、全充放電データを残すようにできました。

今回、初回の放電データと、初回数サイクルまでの充放電の様子
残っている電池のデータを拾い出して、グラフにしてみました。

初回の放電ということは、「電池を買ってきてすぐに使えるかどうか
ということにつながります。

11種類。 なかなか興味深いです。 順不同で。
Amazon

Ebl

Enevolt

Looper

Neochamp

72_20220208120201

Photo_20220208120301

Photo_20220208120302

Photo_20220208120303

1900
2400

初回放電の「0-D」の赤線が右へ延びていて、
なおかつ電圧を高く維持しているのが
  「充電する前でも長く使える」
電池を意味します。

※初回放電の詳細データを残さなかった4つの電池、
 その放電、充電時間の様子です。
Cap081
1分ごとの電圧変化は残っていませんが、充放電が
終わった直後の経過時間は記録されています。

0.5C放電での時間が、2時間=120分からどれだけ
離れているかで、電池容量が推測できるかと。

・ReVLTESは120分越えなんで、実容量はもっと大。
・EBLやenevoltは盛り過ぎなんじゃあ。
・タミヤ・NEO CHAMPの充電、-ΔVで止まらずに
 132分のリミットで止まってる。初回放電時間が
 短いぞ。



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2022年2月 6日 (日)

ダイソー「LOOPER」(1000mAh) 充放電実験開始

ダイソーの新型ニッ水電池「LOOPER」(1000mAh)

D11_20220206130201
年末に入手していたのですが、実験機材(3台作ってある)が
空かなかったので、実験スタートが延び延びになってました。
enevolt が終わったので、やっとスタートです。

D12_20220206130201

「エネループ・ライト」の代替品になってくれればと・・・
「充電式エボルタお手軽モデル」は、ちょっとなぁ~だったんで。
「NEO CHAMP」も頑張って欲しい。

電池あれこれ

LOOPER」のロゴ、よく見ると「P」が小文字なの?
LOOpER」なのか、「LoopER」なのか?

※初回放電から4回目の充電完了までの様子
Cap064
初回の放電時間(未充電状態での)、0.2C=200mAで
264分でした。
定格だと5時間=300分で、264分だと残容量88%と
計算できます。

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enevolt単3(2150mAh)充放電実験 368サイクルで中断

2021年12月14日:enevolt単3(2150mAh) 新JISでの充放電実験開始

今朝、仕事場にやってきたら充電時の「-ΔV」検出をミスって
目一杯の132分充電になっていたので、試験を中断しました。
368サイクル目でした。

Ee2_20220206123101

まず、50サイクルごとの0.2C放電。
Cap063
定格が5時間=300分。
JISではこれが180分(6割の時間)になったら寿命と判断します。
途中で中断したので、得られたのは350サイクル目まで。

そして、充放電時間と充電終止電圧の推移グラフ。
Cap061
これのほうが、電池の状態変化がよく分かるでしょう。
放電終止電圧(-ΔV検出)の上昇が、内部抵抗に増大に
つながっています。
  ※50サイクルごとのゆっくり放電で
   ストレスがリセットされるという状態
   も見えます。

この電池のテスト、季節が真冬だったということで
周囲温度の影響が大きかったかと。
暖房が入った時と切れた時とで、充放電の状況が
変わっていました。

最終的な内部抵抗は242mΩでした。
電池を持った掌で温めると、徐々の内部抵抗が
減少していました。

さて、これで実験装置が空きました。
ダイソーの新型ニッ水電池:LEXEL社製 LOOPER
をイジメてみたいと思います。




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2022年2月 4日 (金)

タミヤ★★ミニ四駆用充電池「NEO CHAMP」950mAh 400サイクル目

タミヤ★★のミニ四駆用充電池「NEO CHAMP」950mAh の
JIS C8708:2019での充放電実験、始めたのが去年の11月15日。

1日あたりの充放電サイクル数が4~5回ですんで、400サイクルを
終えるのに2ヶ月半~3ヶ月くらいかかります。
それに・・・元気な電池ほど・・・しっかり充放電してくれるので
よけいに時間がかかります。
  (劣化しだすと充放電時間が短くなり
   サイクルが早く進むということで)
Cap058
NEO CAMP、初回の0.2C放電(50cyc目)の時間が297分。
そして、400サイクル目のが282分。
定格で300分ですので、282分だと94%。

内部抵抗の変化、開始時が17mΩ。
400サイクル放電後は25mΩでした。
  ※温度でけっこう変わりますんで

似たような容量の単3ニッ水がこれ↓
パナソニック 充電式エボルタお手軽モデル BK-3LLB 1000mAh 2000サイクル目で終了
これの残してあったデータを見ますと、
50サイクル目の0.2C放電が301分。
400サイクル目が290分(96.7%)でした。
Cap2000
「お手軽モデル」の試験を始めたのが2020年11月25日
そして2000サイクルを終えたのが2021年10月18日
このグラフを得るのに1年近くかかっています。

NEO CHAMP、まだまだこれからです。


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