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)

Parents
  • 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。
  • 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。

  • 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^^
  • 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。
  • 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。

  • 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。
  • 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・・?
  • 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?
  • 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。
  • 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!
  • チョコです。
    >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?
    実際に,聞いたことがあります。それと,情報処理技術者試験の平成16年春で問題に出ていますよ。

    下記URLのIPA(JITEC)のHPで過去の問題が見れますが,この20ページに出ています。設問3の(2)

    www.jitec.ipa.go.jp/.../2004h16h_es_pm1_qs.pdf
  • Kirinさん
    「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^^;」
    私が聞いたのは、ガスのメーターで実際使っているらしいです、ガスを検知してLCDで使用量を表示する
    電池は取り替えない、電池付き基板はとりかえ、つまり電池を入れ替えるという概念がないので
    電池は基板に半田付け、みたいなことを言ってました、このマイコン特徴が
    5000円のA/Dコンバータと同等?のものが付いてる、逆にいうと5000円のA/Dコンバータ買うより
    100円ぐらいのマイコン買ったほういい?おまけにゲインアンプとフィルター付き?
    他の会社の宣伝してるみたいで怒られますね、一応参考までに。

    乾電池じゃなくでボタン電池でした、すいません

  • Kirinさん
    >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。
    随分前に当時私の指導役だった上司が「こんな方法もある」と教えてくれた回路です。シンプルでいい回路だと思います。やっぱ、DCDCにするとコストも無視できなくなりますしね。
  • チョコさん
    ほんとだ問題になってますね!
    アルカリだとほぼフラットですけど、マンガン電池だと内部抵抗が新品と終止レベルで6倍くらい違うので、電圧降下が顕著になりそうですね。
  • IKUZOさん

    ガス測定はKHzオーダーでの動作なので電池長持ちっぽいですね。
    東京の小平市にガスミュージアムで歴代のガスメーター展やっていたので行ってきました^^
    ガスや電気などは計量法で定められた有効期限までしか使えないため、一定期間毎に入れ替えているみたいですね。
    うちの電気メーターはスマートメーターになりましたよ。

    ソフトでキャリブレーションすればそこそこ精度があがるので、マイコン様様ですねー。

  • あーばんさん
    はい、シンプルイズベストです!
    もしくはルネサスもしくはインターシルからローコストでスタンバイ時も超低消費なDCDCが出てくれればいいんですけど^^
  • コアの世界では0.9V行っていますから、もうすぐですよ、早く出て欲しいな、1.5Vの電池が普通に使用できちゃう。

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