電池寿命の比較

電池の放電特性ですけれども、
3Vでマイコンが動くようにエボルタ単1電池を2本直列での放電電圧をモニタしてみました。


電池の仕様書には10Ω負荷の特性が乗っていたので、電池1本に換算した1.35KΩ負荷での特性を(赤線)重ねてみました。
結果的には、約150mAで放電しても約1mA程度で放電してもmAh換算の電池寿命に大きな変化はありませんでした。
終止電圧1.0Vの場合、
 1.35KΩ(≒1mA) 19300mAh(=3V/2700Ω*725日*24H)
 10Ω(≒1.5A)  18000mAh(=1.5V/10Ω*120H)

上のモニタで使用した電池ボックスのスプリングの強さは強めの13N(ニュートン)ですけども、
この電池ボックスだと連続5年くらい使ってもフレッチ腐食は発生しません。(とりあえず20個レベルでは)

  • Kirinさん、データを取るのは大変でしたね、”フレッチ腐食”というのは交流では起きないのでしょう?そして消費電力は日/4時間ということですが、この時間を短縮すると長く持つということはないのですか、一つ考えが、パルス的にスーパーチャージコンデンサーに充電しながら意図的に発振を起こして、”フレッチ腐食”と消費電力を抑えるなんて言うのは(笑)ですかね。

  • チョコです。
    3Vのリチューム・ボタン電池とかなり違っていますね。
    ボタン電池では,10mA流すと1時間も持たなかったのが,1mA程度にしたら1週間動作(3V→2V)させることが
    できました。
  • In reply to IKUZO:

    IKIZOさん
    フレッチングコロージョンは接点電流値に依存するので、電流が小さいと交流でも起きると思いますよ。
    IKUZOさんが考えた回路を搭載すればパルスで大電流が流せるので、接点をリフレッシュできると思います^^

    電池を置いておくだけなんですけど、電流値が小さいと電池が消耗するのに兎に角時間がかかりますねー。

  • In reply to チョコ:

    チョコさん
    小型電池だと電流をとりすぎると、劣化が激しいんですね。

    今回単一を直列にしたんですけど2Vからの電圧の減りが不思議な電圧特性になっていました。
    2V付近で一旦下がって上がったあとに0Vを観測できました。
    2直の電圧が0Vになったときに電圧を測ると1本は0.8Vでもう1本が-0.8Vみたいな感じでマイナス電圧の電池ができあがりました。(しばらく数百mVを維持して徐々に0Vになりました)
    この1セットだけでなく5セットすべて同じ動きになっていたので、直列にした場合の終止電圧は1本のときよりも高めにしないと突然死するみたいです。

  • In reply to Kirin:

    「1本は0.8Vでもう1本が-0.8Vみたいな感じでマイナス電圧の電池ができあがりました。」マイナスになることもあるのですか?、電池に10オーム抵抗等を直列に入れても関係ないですか?自動車のリチリウムバッテリの回路のような制御をしないと個別電池直列の場合は難しいでしょう。
  • In reply to IKUZO:

    単純にやろうと思えば電池1個を大容量にしてDCDCコンバータで電圧を作るとか
  • In reply to IKUZO:

    チョコです。
    >1本は0.8Vでもう1本が-0.8Vみたいな感じでマイナス電圧の
    ニッカド電池の過放電で似たようなことがよくありましたね。
    単独の電池なら,正常な電池と瞬間的にパラ接続してやれば,正の電圧に戻ることがありました。
    PCのニッカドバッテリーの場合には1個だけ取り出すことはできないので,高い電圧をかけて,問題の
    セルを正に変化させて,後は通常通り充電して使っていました(いつも成功するとは限りませんでしたが)。
  • In reply to IKUZO:

    IKUZOさん
    同じロットの電池を使用しても完全にバランスしていないようです。
    消耗の違いなので間に抵抗を入れても程度の問題でマイナスになると思います。
    2次電池なら、まじめに制御しないといけませんけど、使い捨て電池だから、そこは気軽に交換すればいいので簡単ですね^^
  • In reply to チョコ:

    チョコさん
    ラジコン用とか過酷な使われ方してそうですね。
    直列のパックになっていると外から過放電がおきているのか分かりにくいですし。
    意外なことに、過放電電池に高電圧をかけても直ることあるんですねー。
  • In reply to IKUZO:

    IKUZOさん
    DCDCコンバータを使ったら負けです(笑)
    マイコンのスタンバイ電流に比べて、DCDCのIccがすごすぎて、いかにDCDCを使わずに済ますかが課題です。
    1.0Vで動く低消費電力マイコンがあれば解決なんですけどねー。

    「乾電池1個で10年動作」が1つの目安(夢?)ですから。

  • In reply to Kirin:

    DCDCコンバータというけれど最近進んでいますんで、コイル一個付けで効率99%というようなものありますよ、超簡単です、電池というのは電圧が変わりますから、マイコン等幅広く動作しないといけませんねMSP430等はリチリウム固定で(取り換えなし)10年以上が当たり前みたいに言っていましたよ、常時動作ですが、つまり捨てる時は電池も一緒に、「乾電池1個で10年動作」はそれ以上ですね。
  • In reply to IKUZO:

    kirinさん
    >いかにDCDCを使わずに済ますかが課題です。
    他のスレッドだったと思いますが、赤外LED3個?にそれぞれ350mA流すようなこと仰ってませんでした?こんなに流すと電池の消耗と共に電圧のドロップが大きくなりマイコンリセット掛かっちゃいませんか?
    こんなときはDCDCですか?それとももっとよい方法が・・?
  • In reply to あーばん:

    DCDCを使用するのか、CPUの電圧範囲を広げるしかないのではないでしょうか、PICのICでしたら下限2Vでしたか?
  • In reply to IKUZO:

    IKUZOさん
    効率99%は心強いですね。1uA以下の待機時も99%になってくれるとバッチリなんですけどねー。
    偉い人は乾電池1個で10年って言ってますけど、センサーを動かすと1年くらいがいいところでしょうね^^;
    (環境負荷を度外視して)経済的な観点からみると電池交換の費用もばかにならないので、世の中使い捨てにしたいようですね。
    コストが許せば私も使い勝手の良いリチウム一次電池がいいです。
  • In reply to あーばん:

    あーばんさん
    電流が流れるとLEDのVfが上がるので、意外と大丈夫ですよ。
    いざとなれば、LEDとマイコン電源をダイオードでアイソレートしたりもできますし。
    だから、やっぱり電池を直で使います!