新世代ニッケル水素電池の放電特性

2006-08-10

お知らせ                              (2005-12-23)
放電特性記録機能付きバッテリー放電器組み立てキットの頒布を始めました。
詳細は、私の仕事場である(有)アクト電子
http://homepage3.nifty.com/act-ele/batdchg3/batdchg.htm
をご覧ください。

新世代ニッケル水素電池

 2005年末、三洋と松下から新しいニッケル水素電池が発表されました。
「自己放電」「継ぎ足し充電」「低温特性」など、これまでニッ水電池が
苦手だったことが改善されています。
また、より大きな容量を持つ電池も入手できるようになりました。
どのような特性なのか、実際に充放電させてみてあれこれ調べてみたいと思います。

松下 HHR-3MPS  min 2000mAhの新電池
三洋 eneloop HR-3UTG  自己放電特性が大幅に改善 typ 2000mAh
三洋 2700 HR-3UG  大容量 typ 2700mAh
eneloopを含む4種類のニッ水電池を継ぎ足し充電してみる
新世代ニッ水電池を長期間放置すると・・・
充電器で差が出るのか
新世代ニッ水電池 その後(1)



三洋eneloop HR-3UTG ニッ水電池の特性

2005-12-23

 2005年12月23日、三洋の新充電池「eneloop」ニッケル水素充電池を買ってきました。
型式名は「HR-3UTG」。 単3タイプでTyp 2000mAh、Min1900mAhと記されています。
青色のパッケージに入っていて、4本組。
出荷時期でしょうか、「2005-10」とシールが貼られていました。
ということは、出荷されて2ヵ月は経っている勘定です。

包装を破ると、中から透明の電池ケースが出てきます。
でも、ちょっとヤワでして、長期間使えるようなものではありません。

また、これまで三洋製のニッ水電池のマイナス極には「HR」という刻印がありましたが、
今回のeneloopはのっぺらぼうになっています。

『放置していても自己放電が少ない』というのが売りの電池です。
買ってきてすぐ、ほんとうにパワーが残っているのか興味津々で放電を始めました。

今回のテストは新造の「PIC16F88」を使った放電特性記録機能付きバッテリー放電器
(下の写真)を使いました。
放電器と組み合わせて使う放電特性グラフ描画のための専用プログラムも出来上がって
おり、エクセルなどの表計算ソフトがなくても簡単にグラフが作れます。


↑使用した放電器の外観です。
単3電池または単4電池4本を1Ωで定抵抗放電します。

★宣伝モード:
 この放電器の組み立てキットを頒布しています。
 これを使えば、ここで紹介している電池の特性
 グラフが簡単に得られるのです。
 お手持ちの電池がどんな状態になっているのか、
 一目で分かります。
 貸出機も用意しています。 ご利用ください。

放電器の詳細は、
http://homepage3.nifty.com/act-ele/batdchg3/batdchg.htm
で、紹介しています。

左端には、比較のため直前に充電した松下の「メタハイ2000」を装着しました。
2002年6月に買った電池ですので、もう3年半使っています。
容量的に同じスペックなので比較対象として選んでみたのです。

残り3コが買ってきたばかりのeneloopです。
買ってきて封を切ってすぐですので、当然ですがユーザーとしては未充電です。

さて、その放電特性です↓。
Bat1がメタハイ2000、Bat2〜4が新電池eneloopです。

enlp2000a.txt メタハイ2000とeneloopの放電データ

新しい放電器は1Ωの定抵抗で放電しています。
放電停止電圧は1.0Vにセット。 周囲温度は15℃くらいでした。.

いやぁ、「うそやろ〜」っというぐらい、ドンぴしゃで放電が終わっています。
メタハイ2000のほうは、さすがに3年半も使い込んでいるだけに、放電維持電圧が低めに
なっています。
それでも、50分間は1.15Vを維持しているのでたいしたものです。
そしてeneloopの3本、ほんとによく似た特性になっています。
1.20Vを維持している時間が長く、「ほんまに2ヵ月も放置していたの?」という特性が
出ました。
これを見る限り『自己放電が少ない』という宣伝文句は納得できます。

※初回充電後のeneloop

 上の特性調査で放電したeneloop充電池3本とメタハイ2000を再充電して、引き続き特性を調べてみました。
3本のeneloopにとっては最初の充放電サイクルとなったわけです。
放電は、Bat1に比較のためのメタハイ2000を、Bat2には1本だけ残していた未放電のeneloopを、
Bat3とBat4に充電が終わったeneloopをセットしています。
なお、この2回目の放電実験を行っていた場所は「ガレージ」でして(一回目は仕事場)、一回目の放電
とは周囲温度という条件が異なっています。
ストーブに火を点けていましたが、室温およそ10℃でした。
(作業者自身はアルコール点火されていてホカホカ)
使った充電器は松下の「BQ-390」です。

enlp2000b.txt 初回充電後のeneloop放電データ

いかがでしょう。
Bat1とBat2は初回放電の特性と同じようなグラフが描かれています。
周囲温度が低かったせいか、一回目に比べると若干、電圧が低くなっています。
充電を終えた直後のBat3とBat4の特性、放電維持電圧の平坦部が持ち上がり、
5%ほど放電持続時間が長くなっています。
しばらくあれこれ使ってみて、その後の特性変化をレポートしたいと思います。


※新しい放電器を使って測定したメタハイ2600などの特性

 比較のため、新しく作った1Ω定抵抗放電のバッテリー放電器で測定したニッ水電池の特性を
紹介しておきます。

mh2600a.TXT メタハイ2000〜2600の放電データ


放電した電池の種類は以下のようになっています。

Bat1 松下 HHR-3EPS メタハイ2000
Bat2 松下 HHR-3SPS メタハイ2400
Bat3 マクセル HR-3SD トワイセル2500互換
Bat4 松下 HHR-3XPS メタハイ2600

メタハイ2000は買ってからすでに3年半経過した電池です。
DiMAGE7iで使うにはちょっと不安ですが、使えないこともありません。
現在はもっぱらフラッシュで使っています。
後の電池は、1.15V以上を維持している時間も長く、安心して使えます。


三洋eneloopとマクセルHR-3SDの長期保存性能比較

2005-12-27

 三洋の新電池eneloop HR-3UTG(typ 2000mAh)と日立マクセル(三洋のOEM)HR-3SD(typ 2400mAh)、
2種類の電池を、充電後、日にちをおいて順番に放電して、保存性能を比較してみたいと思います。
eneloopは2005年12月に購入、マクセルは2005年5月に買ったものです。
 両電池とも、放電させてから再充電して実験をスタート。
使用した充電器は松下の「BQ-390」。
保存には、下の写真のような樹脂ケースを使っています。
     (キング(浅沼商会)のバッテリーケース


まずは、充電前に放電した時のデータです。
直前の充電はこの3日前。
冬のガレージですので、周囲温度は8℃くらいと低温です。
4本の電池とも特性に大きな差がないことを確認。

日立マクセルHR-3SD
充電して3日目のデータ。
この電池を買ってから7ヵ月経過。
DiMAGE7iで常用している電池群の一つです。
三洋eneloop HR-3UTG
同じく充電してから3日目のデータ。

およそ1週間経過するごとに両電池から1本取り出して放電し、どんな特性が得られるか紹介したいと思います。
テスト期間中、この2種類の電池が使えないのが、ちょっとつらいかな。

●充電後1週間経過  (2006-01-03)
充電して1週間放置したマクセル2500(Bat1)とeneloop(Bat2)の放電特性です。
放電時の周囲温度は8℃。

上のグラフと比べても大きな変化は見られませんが、全体に放電維持電圧が低くなっています。
DiMAGE7iで使う場合、1.15Vを切るまでの時間が重要です。
●充電後3週間経過  (2006-01-17)
充電後3週間放置してからの放電です。
室温11℃。

マクセルHR-3SD(bat1)は電圧の低下が顕著ですが、eneloop(bat2)は頑張っているのが、グラフから読み取れます。
●充電後6週間経過  (2006-02-07)
6週間目の放電データです。
午前中に放電したので室温10℃くらいでしょう。

マクセルHR-3SDの電圧が順調に(?!)に下がっています。
eneloopの電圧も少し下がっていますね。
私のDiMAGE7iでは、1.15Vを切るまでの時間が問題になります。
●充電後8週間経過  (2006-02-21)
松下の新電池HHR-3MPSがやってきました。あれこれテストを始めたいので、予定より1週間早く放電させました。

両電池とも6週間目とほとんど違いは見られません。

両電池と、徐々に放電維持電圧が低下して放電継続時間が短くなりました。
eneloopは高い電圧を維持していますがHR-3SDは、徐々に電圧が低く
なっています。
それでも、マクセルHR-3SDにしてもですが、長期間放置で「容量が抜ける」
というより、放電維持電圧が低くなるという現象のために、「使えなくなる」
という結果が出るのではないかと推測しております。

ほんとうにひどかったHR-3UA(トワイセル2100)でも、0.8Vまでの持続時間は
そこそこあるわけですから。


※何かを待っているとき、時が経つのはなかなかです。
 気温が低い冬場の実験なので、保存条件としては「良い」環境かと思います。
 周囲温度が高くなり、自己放電が多くなる夏場の実験も必要でしょうね。

※この実験データを見た友人から、「eneloop良さそうだ!というので買ったヨ」っという
 声が届いています。
 実際のところ、しばらく使ってみないと判断できないわけでして、三洋の場合トワイセル2100の例
 http://www.oct.zaq.ne.jp/i-garage/dimage/dim_06.htmがあることですし、判断は難しいところです。


継ぎ足し充電した三洋eneloopとマクセルHR-3SD

2006-01-17

 上の長期放置テストの間、先に放電させた1組の電池に対して「継ぎ足し充電」
を繰り返してみました。

 放電器の制御プログラムに手を入れて、放電開始後30分で放電を強制中断
するようにしたのです。
放電器の放電停止処理に「放電開始後30分経過で停止」という条件を付け加え、
所定の電圧まで下がる以前に放電を止めるように細工しました。
完全に放電していないので、次の充電では「継ぎ足し」になります。

電池容量のざっと3分の1だけを放電させるという処理です。
このように放電させた後、松下の充電器「BQ-390」で充電、そしてまた放電、
これを10回繰り返しました。
寒い日が続きましたが、ストーブも焚いていますので室温は7〜12℃でした。
 放電開始後、30分で放電を強制的に止めます。

その後、充電してまた同じように放電。

1週間ほどかけて、これを10回繰り返したのです。
これが10回継ぎ足し充電したあとの放電グラフです。
 Bat1がマクセルHR-3SD
 Bat2が三洋eneloop
室温は11℃。

 なんとなく放電維持電圧が下がっているのが見えていますよね。
 定抵抗放電ですので、電圧が下がった分だけ電流が減るので、放電持続時間がちょっぴり伸びている様子も現れています。
 さて、いかがでしょう。
これって「メモリー効果」と言って良いのでしょうか?

この放電で継ぎ足し充電は完了したわけです。
一回完全に放電させた後の充電で、放電特性がどうなるか測定してみました。
 継ぎ足し充電後に行った放電テストで、1.0Vまで電圧を下げたので継ぎ足し充電の影響は解消したはずです。
 上のグラフと比べると、30分〜70分の間の電圧の落ち込みがなくなっている様子が見えます。
室温は11℃
   (2006-01-19)
 上の方で行っている長期放置テストの2回目が終わりましたので、
2組の電池が余ることになりました。
最後の組の電池に対して、また継ぎ足し充電を繰り返してみます。
今度は30分で切るののでなく、「1.15V」で放電停止という条件に
してみます。
eneloopにしてみれば9割、HR-3SDなら8割がた放電したぞという電圧です。
DiMAGE7iでは、電池電圧低下警報が出るか出ないかという電圧になります。
この条件を10回繰り返し、どんな状態になるか試してみます。
このくらいの電圧でも電池がリフレッシュされるのかを調べることになります。
           (2006-01-19)
「1.15V」で放電停止という条件で
充放電を10回繰り返した後の放電グラフ  (2006-01-24)
eneloopは大丈夫ですが、HR-3SDは、放電終止に近づくほど元気が無くなっています。
DiMAGE7iで使った時、電池電圧低下警報が出てすぐに電池を交換して充電というスタイルを続けていると、このように粘りが無くなってくるのです。
このあたり、DiMAGE7iでの使用感と一致しています。
 とはいっても、一回リフレッシュ放電すれば、もとのように戻ります。
上のグラフを作った放電の直後には、HR-3SDも元のように元気を取り戻しています。


三洋eneloopとマクセルHR-3SDを冷蔵庫に入れて放電したら

2006-01-20

 長期保存テストをしている間、eneloopとHR-3SDは使えませんので、先にテストが終わった
電池の組に対しては、上のように継ぎ足し充電のテストを行っています。
現在2組が終わったところです。
 遊んでいる電池で何かできないかと思い、低温下で放電させてみることにしました。
使った電池は「30分で放電停止させる継ぎ足し充電テスト」を終えた電池です。
充電完了後1時間ほど冷蔵庫の中で冷やしてからテストを始めました。
庫内の温度は2℃になっています。

 使ったのはガレージに置いてある「弾丸冷却用」の冷蔵庫。冷蔵室は棚を取り払って一升瓶が並んでいます。野菜室にはビールがずらり。
 放電器ごと冷蔵庫に入れるわけですが、放電器の電源用電池まで冷えてしまうといけないので、リード線を延ばして冷蔵庫の外に電池ボックスを置きました。
それと、基準電圧ICの電圧を見るためにリード線を引き出しています。
ケースに入れていない実験用の放電器基板を使いました。

http://homepage3.nifty.com/act-ele/batdchg3/batdchg.htm

4つ並んでいる白い四角いものが放電用のセメント抵抗です。放電を始めるとこれが発熱します。

 低温下といっても、放電を始めると電池も発熱しますし、放電用抵抗では1W以上の
電力が消費されそれが熱に変わります。
ケースに入れていないのですぐに発散するでしょうが、厳密な意味では「2℃」という
周囲温度はいいかげんなものだと考えておいてください。

●2℃で放電させた三洋eneloopとマクセルHR-3SD
Bat1がマクセルHR-3SD(2500mAh)
Bat2が三洋eneloop

両電池とも放電電圧は下がっていますが、極端な下がりかたではありません。
また、定抵抗放電のため、電圧が下がることで放電電流が減り、放電時間が延びている様子が見えています。
低温により電圧は下がるけど容量が減るというわけではないことがわかります。


 低温下で放電電圧が下がるという現象、電池の内部抵抗が大きくなっているためにおきているの
でしょうか。
容量が減っているわけではないところから見て、そんな理由が推定できます。

 さて、次の実験として「冷凍庫」に入れるべきかどうか迷っています。
放電器ごと冷凍しなくちゃならないので、うまく動くかどうかちょっと心配なのです。

 とりあえず、充電を終わった電池を「冷凍庫:−18℃」に入れて2時間ばかり放置。
その後、放電器にセットして「冷蔵庫:2℃」の中へ入れて放電させてみることにしました。 (2006-01-21)
 

●−18℃の冷凍庫で冷やしてから2℃の冷蔵庫で放電
放電開始直後の電圧が下がっているものの、高い電圧を維持しています。

放電を始めると発熱するので、その影響があるのかもしれません。

 冷凍庫の温度はサーミスタ式の電子温度計を使って計りました。
上の写真(冷蔵庫内)のような液体膨張式温度計では、計れませんので。
放電器回路が冷凍庫内でうまく働くかどうか、一度挑戦してみる必要がありますかな。
組み立てたテスト用回路は、ICソケットを使っているので、その部分が心配です。



三洋HR−3UG (typ 2700mAh) の特性

2006-01-08

三洋の新しいニッ水電池「HR-3UG」(typ 2700mAh)を買ってきました。
『同一品種おいて当社調査結果2005年10月現在世界最高レベル容量』
というシールが光っています。

「電池ケース付」ということで、パッケージの背面に白色半透明の樹脂製ケース(電池4本が入る)
が付属しています。 先日のeneloopより、しっかりした作りです。

電池をセットすると、こんな感じになります。
繰り返し曲げるヒンジ部分の強度がちょっと心配です。

※心配したとおり、やっぱりヒンジ部分の端から折れてしまいました。 (2006-02-28)
 くやしいけれど・・・ゴミです。↓


この電池、三洋製ニッ水電池の呼び名だった「トワイセルなんたら」という名前が付いていません。
また、三洋のニッ水電池を区分する特徴だったマイナス極の「HR」マークも見あたりません。
なんと呼べば良いでしょう。三洋の2700かな。

eneloopの場合、「保存特性良」ということで、買ってきてすぐ、充電しないままでも
使えるエネルギーを保持していました。
今回の「HR-3UG」はどうだ?っと、いきなりの放電を試してみました。
4本買った新電池のうち2本を使いました。(bat1とbat2)
bat3はeneloop、bat4はマクセルのHR-3SD(2500mAh)で、4日前に充電したものです。
放電器にセットして放電開始!。

その結果が↓これ。

bat1とbat2(新電池 HR-3UG)は、残エネルギー無し。
買ってきてすぐは使えません。
まずは充電です。


常用している充電器は松下の「BQ−390」です。
eneloopもマクセルも問題なく充電できています。
この三洋の「NC−M54」は、ミノルタのデジタルカメラ「DiMAGE7i」に三洋のニッ水電池「トワイセル1700」といっしょに付属していたものです。
残念ながら、現在の高容量ニッ水電池に対応しておらず、新しい電池はフル充電できません。
ものは試し、どれだけ充電できるのか、新電池を装着して試してみました。


●HR-3UGの放電特性

まずは電池を買ってきて最初の充放電の結果です。
充電器はBQ-390。
放電継続時間が120分を超えましたので、時間スケールを140分にしてあります。
気温は7〜8℃。
bat1,2:三洋HR-3UG(2700mAh)
bat3:三洋eneloop
bat4:マクセルHR-3SD(2500mAh)
 bat3のeneloopとbat4のHR-3SDの特性、ずっと上のグラフと比べてみてください。
何度かの充放電により電池が活性化してきているのでしょうか、ほんの少しだけですが
放電持続時間が延びているようです。
 新電池HR-3UGよりeneloopのほうが、放電開始から中期での放電維持電圧が高めです。
1.15Vを基準にするとeneloopとHR-3SDは、ほとんど同じ時間ですが、さすがに
新しい電池では持続時間が延びています。
左のグラフはカラになった新電池HR-3UG(2700mAh)を古〜い充電器NC−M54で充電した結果です。

両方とも不完全充電。

古い充電器は、電池容量の増加に対応していません。
充電不良の原因ですが、おそらく、電圧上昇率チェック(一定時間内に充電中の電池電圧が正常に上昇しているか?)
にひっかかって、充電を途中で止めたのではないかと推測しています。
単純に「タイマーで切る」というふうな処理ではないだろう、というのがあれこれ試した結果から浮かんできます。
ですから、充電器に電池を再装着してもう一度充電を始めれば、うまく満充電できる可能性は残されています。
「継ぎ足し充電」には使えそうです。
しかし、安全性と確実性の面でおすすめできません。 非常手段でしょうね。


2つ上のグラフを測定したから、さらに充電と放電を行ったのが↓のグラフです。
HR-3UG(2700mAh)にとっては2サイクル目の充放電となります。 (2006-01-09)
気温は7〜8℃。
bat1,2:三洋HR-3UG(2700mAh)
bat3:三洋eneloop
bat4:マクセルHR-3SD(2500mAh)
s27el_4.txt 測定データ

HR-3UGとeneloopの特性が、今後どのように変化していくのか楽しみです。
eneloopは1.2V以上を維持している時間が長いので、バッテリー電圧低下警報が早く出る
カメラにとっては救世主となるのではないでしょうか。
ただ、心配なのは、電圧低下が急なので「警報が出たらすぐに落ちる」という現象です。
実際のカメラで、どのような使い勝手になるのか、調査はこれからです。

  (上のグラフと比べると目盛り線のピッチが微妙に変わっていますね。
   原因不明だぁ。  C++builderでプログラムしているのですが、何も
   操作していないはず。
   グラフ描画時の設定をチェックしてみます。
   調査しましたが、グラフの点線ピッチが変わる原因、不明です。
   ウィンドウズ内の処理に関わる問題かしら?)




eneloopを含む4種類のニッ水電池を継ぎ足し充電してみる

2006-01-29

 上の方の実験では三洋eneloopとマクセルHR-3SD(トワイセル2500互換)を継ぎ足し充電して、
その様子を観察しました。
今回は、この2つに松下のメタハイ2600(HHR-3XPS)と三洋の2700mAh(HR-3UG)の2種類を加えて、
継ぎ足し充電を繰り返した時の放電特性を観察してみます。
バッテリー放電器の放電停止電圧は、上の実験と同じ「1.15V」にしています。

左から
 Bat1:マクセル HR-3SD 2500mAh
 Bat2:三洋 eneloop HR-3UTG 2000mAh
 Bat3:松下 メタハイ2600 HHR-3XPS 2600mAh
 Bat4:三洋 2700 HR-3UG 2700mAh

いったん「1.00V」まで放電させてリフレッシュしてから充電、その後「1.15V」まで放電させて
1回目の計測。
その後、松下の充電器「BQ-390」で充電してと、充放電サイクルを繰り返します。

 放電停止電圧を「1.15V」としたのは、DiMAGE7iで電池電圧低下警報表示が出るのが
このあたりの電圧だからです。
上のほうでレポートしているもう一つの実験では「30分で放電停止」としましたが、
次は「1時間で停止」という別の実験もやってみたいと思います。

 実験はガレージでやっており、周囲温度は7〜12℃くらいです。
   (作業者はアルコール燃料で身体内部からぬくもっています)
充放電は深夜に行っている場合もあり、もっと気温が下がっていることでしょう。
周囲の温度が変われば、充放電の状態も変わります。
この点も加味して、グラフをご覧ください。

1回目

eneloopの放電維持電圧が高いのと、三洋2700の長い放電継続時間が目に付きます。
2回目

マクセルHR-3SDの放電継続時間が短くなりました。(Bat1)
3回目
4回目
5回目
6回目

どの電池も100分を切ってしまいました。
7回目
8回目

この放電を行った晩は気温が高く(室温14℃)、放電開始直後の電圧が上がっているのは、そのせいかと推測しています。
9回目

放電時の室温13℃
10回目

これで「1.00V」まで放電しました。
室温10℃。充電から6時間後に放電を開始したデータです。

次回の充放電で、どのようなグラフが現れるか・・・。
(2006-02-01)
11回目

放電開始後70分くらいの電圧が、bat1、bat3、bat4で上昇しているのが見えています。

深夜〜早朝に放電したので気温が低いのでしょう、放電開始直後の電圧が少し低くなっているようです。
12回目

1.00Vまでの放電を続けての回復具合、いかがでしょうか。
Bat1とBat4の三洋製電池のほうの回復が目立っているように思います。

3つの電池で、1.20Vのところで交わっているのが、ちょっと不思議かしら。
この継ぎ足し充電のテストは、これで打ち切ります。 (2006-02-03)
次回は・・・松下の新電池を入手した時かなぁ〜。




eneloopを含む4種類のニッ水電池を継ぎ足し充電してみる・その2

2006-01-31

 三洋eneloopとマクセルHR-3SD(トワイセル2500互換)、それに松下のメタハイ2600(HHR-3XPS)
と三洋の2700mAh(HR-3UG)、計4種類の電池を「放電開始後60分で放電停止」という条件で
継ぎ足し充電してみます。
いったん4本とも1.00Vまで放電してから再充電。
その後、60分で放電を止めます。
「充電/60分間放電」を繰り返し、電池の放電グラフがどのようになるか、実験してみます。

 Bat1:マクセル HR-3SD 2500mAh
 Bat2:三洋 eneloop HR-3UTG 2000mAh
 Bat3:松下 メタハイ2600 HHR-3XPS 2600mAh
 Bat4:三洋 2700 HR-3UG 2700mAh

1回目

放電開始後60分で放電を止めます。
1Ωの抵抗による定抵抗放電です。

室温13℃
2回目

室温13℃
再充電完了後、30分くらいで放電を開始。
3回目

室温12℃
直前の充電から10時間経過しての放電。
4回目

60分経過した電圧が徐々に下がってきています。
5回目

(2006-02-03)
6回目

2月4日の早朝に放電。寒かった。
そのせいか、60分経過して放電停止する時の電圧が、1回目に比べるとずいぶん下がっています。
eneloopにも影響が見られます。
7回目 (2006-02-04)

充電が終わってまだ電池が暖かいうちに放電を開始しました。
放電開始直後は高い電圧が出ていますが、30分を経過したあたりからの低下が目立ちます。
寒波のため室温7℃。
8回目 (2006-02-04)

上と同様に、充電完了直後に放電。

マクセルHR-3SDが60分で1.15Vになろうとしています。
9回目

実験をしているガレージが寒いからと、ストーブで暖めていました。
室温12℃くらい。
そのせいか、8回目に比べて電池電圧が少し持ち上がっています。
10回目  (2006-02-05)

60分で放電停止ではなく、電池電圧が「1.00V」になるまで放電を続行しました。
継ぎ足し充電を繰り返した結果がこのグラフになるわけです。
ずいぶんとヘロヘロ。
次回の放電でどのように回復するか、楽しみです。
11回目

充電完了後8時間目に放電。
上のグラフのヘロヘロがなくなり、素直な電圧低下曲線になりました。
bat3のメタハイ2600、放電維持電圧がずいぶん高くなっていますね。
充放電の繰り返しによる活性化でしょうか。
12回目 (2006-02-06)

充電完了10時間後に放電。
これでこの実験も完了。 (2006-02-06)
実験中、これらの高性能電池がカメラで使えなかったのがつらかったです。
従来のメタハイ2400や2000で頑張りました。
 トワイセル2100(HR-3UA)はまったくダメですが、DiMAGE7iに付属していた
HR-3USV(1700mAh)は、フラッシュではまだ使えます。
昨日も、この電池をフラッシュに入れておよそ350枚フラッシュ撮影をしてきま
したが、最後まで大丈夫でした。




松下HHR−3MPS (typ 2100mAh/min 2000mAh) の特性

2006-02-17

 今日、大阪梅田へ出る用事があって、ヨドバシ・カメラをのぞいたら、松下の新電池「HHR-3MPS」
を売っていたので、さっそく買ってきました。
店員さんの話では、今日、店頭に並んだということです。
ネットの情報では2月最初の発売と記されていたはずですが、2週間以上遅れたわけです。
何があったのでしょうね。

 それと、この電池には「三洋eneloop」のような愛称がありません。
いちいち「HHR-3MPS」と呼ぶのはちょっとめんどくさいです。
「松下の2000」とでも呼ぶしかないかしら。

 パッケージには緑色が多く使われています。三洋eneloopの「青・白」とは
ちょっと異なります。
電池の外装を見ると、プラス側が全部緑か?っと思えますが、ほんとうは下の写真のように
銀色部分の面積のほうが広くなっています。

 一番上の電池をよく見ると「0601」と記されていますので、これが製造年月かと思います。
「中国製」とあるので、中国で作っているのでしょう。


 パッケージの裏面にはこんなことが記されています。
min 2000mAhですが、容量のtyp値は記されていません。

 充電器の注意書きがあり、「対応充電器以外では満充電されないかもしれない」と
なっています。
それと「初めての使用や長期間使用しなかった場合には必ず充電」という文を読むと、
パッケージ表面に記された「すぐ使える」は、買ってきてすぐ使える、っという意味では
ないのかなっと、ちょっと疑問ですね。


 パッケージを開けると「土に還るパッケージ」なんて注意書きが目に付きます。
原料はトウモロコシ。 「ふ〜ん」です。


 eneloopと同じように「すぐ使える」というのがうたい文句です。(たぶん・・・自信がなくなった)
どのくらいの電圧が残っているか、まずは自作の電池電圧チェッカーで計ってみました。

 パッケージに入っていた4本の電池電圧、よくそろっていました。
「1Ω負荷」で、「1.22V,1.23V,1.24V,1.24V」となっていました。
電圧測定に使ったのはこれ↓
http://www.oct.zaq.ne.jp/i-garage/tool/batvck.htm


 さっそく、自作のバッテリー放電器
http://www.oct.zaq.ne.jp/i-garage/tool/batdchg3.htm
に電池をセットして、買ってきた直後の様子をはかってみました。
(1Ωの定抵抗放電です)

 左からマクセルHR-3SD(2400mAh)、そしてeneloopが2本。
この2本はeneloopの放電実験であれこれ使ったもので、充放電回数
20〜30回くらいです。
これらの3本は、放電を開始する直前に、充電を行っています。
そして、右端が松下HHR-3MPS。
買ってきて開封したばかりで、未充電の電池です。
まず、一本だけを放電。

結果のグラフがこれ↓

●Bat4:松下HHR-3MPS開封直後の放電特性
bat1:マクセル2400mAh
bat2,3:三洋eneloop
充電直後に放電。

bat4:松下HHR-3MPS
パッケージを開封した直後。
未充電状態で放電。

 充電直後のeneloop、さすがに高い電圧を維持しています。
マクセルHR-3SDも頑張っています。120分を超えたのでグラフから
ちょっとだけはみ出てしまいました。
以前より室温がちょっとだけ高い(12℃)せいかもしれません。
 さて松下の2000mAh、いかがでしょう。
充電直後のenelloopと比べると見劣りしますが、買ってきたこの電池、メーカで
充電、出荷されてからどのくらいの期間が経ったのでしょうね。

 下の放電特性グラフは、以前に測定したeneloopの放電結果と比較するために、
それぞれ測定したデータを編集(並べ替え)してグラフにしたのものです。
Bat4が今回測定した松下HHR-3MPSの放電特性グラフです。

●購入した直後のeneloopと松下HHR-3MPSとの比較

Bat1:購入してまだ充電していないeneloopの放電特性

Bat2:充電後3週間目のeneloopの放電特性

Bat3:充電後6週間目のeneloop

Bat4:購入した直後の松下HHR-3MPS(未充電)の放電特性
 Bat1のeneloopの放電特性が、メーカで行われた充電から何日
経過したものかは不明です。
もちろん松下HHR-3MPSの経過日数も不明です。
それでも、eneloopのほうがわずかですが高電圧を維持しているような
結果が、このグラフから読み取れます。

 さて、最初に放電した1本の松下HHR-3MPS、これを充電して放電したのが
下のグラフです。
充電器は松下の「BQ-390」。
上の実験で放電した電池をこの充電器にセットして放電を始めました。
●松下HHR-3MPSの初回充放電
bat1:マクセルHR-3SD
bat2:三洋eneloop
bat3:松下HHR-3MPS、上での放電後、最初の充電を行う。
bat4:購入したそのまま、未充電の松下HHR-3MPS
 上のグラフを見ると、松下の2000mAh(bat3)よりeneloop(bat2)のほうが、
高電圧を維持しているのがわかります。
放電持続時間では松下HHR-3MPSのほうが伸びています。
でも、放電維持電圧が気持ちだけ低くなっています。
グラフを見る限り、ほんとにわずかな差です。
 デジタルカメラの電源事情によっては、撮影に失敗する可能性が生じるだけ
に、なかなか難しいところです。
私のカメラ(DiMAGE7i)の場合、1.15V以上を維持していてくれれば、
大丈夫なのですが。



 放電テストした松下HHR-3MPSが2本になりました。
この2本とeneloopをさらに充電して、買ってきたままの未放電電池1本を加えて
放電してみたのが、下のグラフです。
最初のHHR-3MPSはこれで3回目の放電(充電は2回目)となります。
充放電を繰り返すと電池が馴染んでくるので、その様子が出ますでしょうか・・・。
 (2006-02-19)

bat1:三洋eneloop
bat2〜4:松下HHR-3MPS

bat2:3回目の放電
bat3:2回目の放電
bat4:初回放電(買ったきたまま)
 充電2回目のbat2と充電1回目のbat3を比べても、違いはほとんどありませんね。
両電池とも、初回の放電で1.0Vまで低下させたので、リフレッシュされたという
ことなのでしょうか。

 充放電の繰り返し、HHR-3MPSを3本放電させたので、eneloopも含めて
もう一度充電後に放電させたのが下のグラフです。
 (2006-02-20)

bat1:三洋eneloop
bat2〜4:松下HHR-3MPS

bat2:4回目の放電
bat3:3回目の放電
bat4:2回目の放電)
 ざっとこれで、活性化の様子が出たでしょうか。
2回目の放電となるbat4の電池が、若干低い電圧を示しています。




※電池チェッカーでの判断
 自家製放電器を使っていろんな電池を「1.0V」を目標に放電させてい
るわけですが、放電が完了してからしばらくして電池の電圧を測ると、
電圧が上昇している現象に気が付きます。
負荷のない開放電圧ではなく、負荷をかけても0.1〜0.15Vくらい電圧が
上がって測定されるのです。
  (自作の電池電圧チェッカーは1Ω負荷。放電器の放電抵抗と同じ)

 マンガン電池でよく言われる「電池を休ませながら使うと長持ちする」
のに似ていますが、そうではありません。
電圧値だけを見て、「まだパワーが残っているのか?」っと、追い打ち
をかけるように放電させると1分もたたない間に、電圧が下がってしま
います。

 電池を長期保存した場合は、電圧値は下がりますが、放電維持時間は
それなりにあります。
電圧値だけでは放電末期の状態と、見分けにくいのです。
負荷をかけて計った電圧だからと、安心してはいけません。

ぼちぼちと、放置したときの様子などを探ってみます。



新世代ニッ水電池を長期間放置すると・・・

2006-03-22

 新しいタイプのニッ水電池が4種類そろいました。
そこで、放置実験をやってみたいと思います。
三洋eneloop(2000mAh)とマクセルHR-3SD(2300mAh)の放置実験はすでに
行いましたが、今度は次の4種類の電池を充電して1〜2ヵ月放っておきたいと
思います。
試験する電池は
  Bat1:三洋eneloop (2000mAh)
  Bat2:松下HHR-3MPS (2100mAh)
  Bat3:松下HHR-3XPS (2600mAh)
  Bat4:三洋HR-3UG (2700mAh)
の4本です。
それぞれ2組用意して、リフレッシュ後に充電、それをおよそ1ヵ月と2ヵ月放置して
から放電させ、特性を調べてみたいと思います。

 使用する充電器は松下のBQ-390。
特性を調べる放電器は自作のもので、1Ωで定抵抗放電します。
電池の保存場所は「ガレージ」。周囲温度の変化が気になるところです。

 放電器へはこの順番でセットして、特性を調べます。

   (左がBat1、右がBat4)


リフレッシュのため、最後の充電前に放電した結果がこのグラフです。 (2006-02-22)

時間軸を140分にして比較します。
eneloopの放電維持電圧が高くて目立っていますが、他の電池も頑張っていますね。

保存実験するもう一組の電池の放電グラフがこれ↓

似たようなグラフですが、よく見ると微妙に異なります。
放電時の周囲温度のせいなのか、充電時の周囲温度によるのか、
厳密な性能比較は、なかなか難しいものです。

※充電後、1ヵ月放置した電池の放電結果

2006-03-22

 二つ上のグラフを得た電池群を1ヵ月放置してから放電させてみたのがこのグラフです。 (放電時の室温11℃)

Bat1:三洋eneloop (2000mAh)
Bat2:松下HHR-3MPS (2100mAh)
Bat3:松下HHR-3XPS (2600mAh)
Bat4:三洋HR-3UG (2700mAh)

 三洋のeneloop、さすがです。1ヵ月経ても高電圧を維持している時間が長く続いています。
松下の新電池HHR-3MPSも頑張っていますが、1.15Vを判断基準にすると、eneloopが勝っています。
松下の2600も三洋の2700も、電圧だけでなく放電時間も短くなってしまいました。


 放電後に再充電してさらに放電したのが下のグラフです
再充電による復活の様子です。
放置前のグラフと比べてみても大きな変化はないようです。
充電時や放電時の周囲温度とかの影響があるはずです。

Bat1:三洋eneloop (2000mAh)
Bat2:松下HHR-3MPS (2100mAh)
Bat3:松下HHR-3XPS (2600mAh)
Bat4:三洋HR-3UG (2700mAh)

次回は一月後に、2ヵ月放置の電池群を放電させてみます。(4月22日を予定)



※2ヵ月放置した結果

2006-04-22

 上の実験から1ヵ月経ちました。
2ヵ月前に充電した電池群を放電させてみたのが下のグラフです。 (放電時の室温16℃)

Bat1:三洋eneloop (2000mAh)
Bat2:松下HHR-3MPS (2100mAh)
Bat3:松下HHR-3XPS (2600mAh)
Bat4:三洋HR-3UG (2700mAh)

 三洋eneloopの頑張りが目立ちます。
松下の3MPSも頑張っていますが、1.20Vを電圧保持の評価基準にすると、電圧の低下が気になります。
松下のHHR-3XPS(2600)は、電圧は低くなっていますが、1.00Vまで放電させた時の容量はeneloopと3MPSより
長持ちしています。
これらに比べて、三洋の高容量HR-3UG(2700)の容量減少が目立っています。
放電維持電圧が低めになっているということだけではなく、電池の中に溜めているエネルギーその
ものが抜けてしまっている様子が見えています。


DiMAGE7iで電圧低下警報が出た直後の電池の残量は・・・

2006-02-26



※DiMAGE7iで電圧低下警報が出た直後の様子     (2006-01-14)

 ミノルタのDiMAGE7iで三洋HR-3UG(2700mAh)を使っていて、DiMAGE7iの電圧低下警報
(電池マーク半減表示)が出た直後に電池を抜いて放電器にセットし、どのくらいのパワーが残っ
ているか調べてみました。

Bat1〜4:三洋HR-3UG
     (2700mAh)

 使っていたHR-3UGの残エネルギー、4本とも良くそろっています。
4本ともほとんど同じカーブで放電終止電圧まで落ちました。
1本あたり1.1VがDiMAGE7iでぎりぎり使える電圧です。
警報が出てから10分以上はカメラが動きそうですが、ちょっと余裕がないかしら。
昔の1.15V以下の電圧がだらだら伸びる電池とは、ちょっと使い勝手が異なるようです。
要注意点ですね。


※DiMAGE7iで電圧低下警報が出た直後の様子・その2     (2006-02-26)

 2月26日、平野区の「くまたボール」で、大阪市ユース親善ボウリング大会がありまして、
DiMAGE7iで写真を撮りまくってきました。
そのとき、この三洋のHR-3UG(2700mAh)2本と松下のHHR-3XPS(2600mAh:メタハイ2600)を2本、
種類の異なった電池ですがあえて2本+2本をDiMAGE7iに入れて撮影を行ってみたのです。
といいますのは、1組4本ずつ所持しているこの電池、それぞれ2本をeneloopとともに
「長期間放置実験」に使ったため、2本ずつ余っているのです。
 容量の違う電池を混ぜて使ったらどうなるか、という興味と、それぞれの電池の残容量が
どうなるかを調べたかったのです。

 上の実験と同じく、撮影を続けているDiMAGE7に電池電圧低下警報が出た時点で
電池を取り外して使用を中止します。
そして、電池をガレージ持ち帰ってから、放電させて残容量を調べるという方法で実験を行いました。
その結果がこのグラフ↓

Bat1、Bat2:松下HHR-3XPS
     (2600mAh)
Bat3、Bat4:三洋HR-3UG
     (2700mAh)

 容量や性能が異なるので不均等に放電されているはずですが、仕様にうたわれた
容量が大きい三洋のほうが残量を残していたという結果がでました。
 カメラに入れた4本の電池、直列になっていますので4本とも同じ電流が流れます。
放電中の維持電圧が高い電池のほうが、エネルギーを食われるはずです。
電池容量はンmAhという単位ですが、電池から取り出すのはンWというエネルギー
です。
これをどう解釈したらよいか、なかなか難しい問題です。

※外付けフラッシュの電池     (2006-02-26)

 そう、今日の撮影では外付けフラッシュ「3600HSD」に入れていた電池に相当無理をかけ
たようです。
撮影の最初、メタハイ2000(3年選手)をフラッシュに入れて使っていたのです。
撮影途中で発光間隔が伸びてきたと感じたので、別の電池に入れ替えたのですが、
取り出したメタハイ2000があっちっち。
「あつっ」っと感じるくらいの温度。4本とも熱でじっと握れません。
カメラで使うより無理をさせているようです。
そこそこの光量でフラッシュを連続発光(毎分6〜10発)させた時って
どのくらいの電気を食うのでしょうね。
残念ながら、外部電源端子が無いので実測できません。
DiMAGE7iはざっと「1A」という測定値です。
今日の撮影では、カメラで使っている電池よりフラッシュで使った電池のほう
が発熱しておりました。
 ガレージへ帰ってから、フラッシュで使った電池電圧を計ってみたら
3本は1.04V以上ありましたが、1本だけ「0.88V」になっていました。(1Ω負荷)

※この電池を再充電した後、放電させて特性を調べたところ、劣化してしまったのではないか
 という結果がでました。
 「松下メタハイ2000その後・・・過放電させたか?」で、放電グラフを紹介しています。

※充放電を繰り返したことで、とりあえず何とか回復したようです。(2006-02-28)
 これらの電池が、今後、どのように寿命を全うするのか、見守ってやりたいと思います。


※DiMAGE7iで電圧低下警報が出た直後の様子・その3     (2006-03-05)

 上の実験と同じように、三洋のeneloop2本と松下の新ニッ水電池HHR-3MPSを2本をDiMAGE7iに入れて、
電池電圧低下警報が出た時点で電池を取り外して、残エネルギーを調べるべく放電させてみたのが
下のグラフです。

Bat1、Bat2:三洋eneloop
        HR-3UTG
     (2000mAh)
Bat3、Bat4:松下HHR-3MPS
     (min2000mAh)

 上のグラフ(2600mAh、2700mAhの電池を使用)と異なり、1.15Vに落ちてからの電圧低下が
急峻です。
DiMAGE7iの場合、1.10Vが使えるぎりぎりですので、この電池群ではあと10分使えるかどうかと
いうところでしょう。
松下の電池に比べて、三洋eneloopのほうが高い電圧を維持している様子が見えています。
でも、1.00Vへ低下するまでの時間はほぼ同じになっていますので、このような放電末期の
放電電圧特性を評価しても、あまり意味ないかと思います。
ただ・・・ある意味、だらだら電圧が落ちてくれるほうが安心かなという感じがします。


充電器で差が出るのか

2006-04-10

 現在、私が所持している充電器(急速充電タイプ)は三洋のNC-M54と松下のBQ-390の2つです。
NC-M54はDiMAGE7iに付属していた充電器です。
最近の高容量タイプニッ水電池には対応していないため、ほとんど出番が無くなっています。
 三洋の新電池eneloopの説明を読みますと、NC-M54での充電が保証されているようなので、
同じタイプの電池を2つの充電器で充電した時に差が出るのか、比べてみることにしました。
Bat1とBat2をNC-M54で充電。
Bat3とBat4をBQ-390で充電します。
Bat1とBat3が三洋のeneloop、Bat2とBat4が松下のHHR-3MPSです。
両電池とも、ここしばらくDiMAGE7iの常用電池として使い続けていたものです。
いったん放電してから、NC-M54とBQ-390で充電しました。


その結果です。

Bat1とBat3:三洋のeneloop
Bat2とBat4:松下のHHR-3MPS

Bat1とBat2をNC-M54で、
Bat3とBat4をBQ-390で充電。

 いかがでしょう。充電器による顕著な差は現れませんでした。
eneloopとHHR-3MPSに関しては、NC-M54でもBQ-390でも大差なしと
考えて良さそうです。

 この放電が終わったあと、上と同じように別個の充電器で再充電、その後に放電させたの
が下のグラフです。

 充放電を繰り返すことで、わずかですが電池が活性化している様子が見えています。

 放電開始直後の電圧に関しては、充電が終わったあと、どのくらいの時間を経てから
放電を開始したかで、変化が出ます。
夜に充電開始して朝起きてから放電とか、朝、出社前に充電して帰宅後に放電
など、充電と放電の時間差で、放電開始直後に維持される高電圧域の様子が
変わります。
 

ただ、高容量ニッ水電池に関するトラブルで紹介しましたように、高容量ニッ水電池の
充電に関して不安定な様子も体験していますので、無条件に信頼するのは禁物です。


※松下2600と三洋2700を別の充電器で充電してみると・・・

2006-04-22

 上の実験と同じように、松下HHR-3XPS(メタハイ2600)と三洋HR-3UG(トワイセル2700)を
異なる充電器で充電してみて、その放電特性を比較してみました。

 使った充電器は上と同じで、三洋のNC-M54と松下のBQ-390です。
Bat1とBat2を三洋の充電器で、Bat3とBatt4を松下の充電器で充電します。
三洋のNC-M54は高容量ニッ水電池には対応していない、古いタイプの充電器です。


 放電はいつものように自作の放電器で、「1Ω」の抵抗による定抵抗放電です。


 放電させた結果が下のグラフです。


Bat1,Bat3:松下HHR-3XPS(メタハイ2600)
Bat2,Bat4:三洋HR-3UG(トワイセル2700)


Bat1とBat2を三洋の充電器で、Bat3とBatt4を松下の充電器で充電


 いかがでしょう。 本来なら同じ電池であるBat2(緑)とBat4(灰)が同じグラフを描いて欲しいとこ
ろなのですが、古いタイプの充電器で充電したBat2の持続時間が短くなっています。
十分に充電できなかったのでしょう。
 また、同じメタハイ2600であるBat1とBat3でも、放電特性が微妙に異なります。
放電持続時間はほぼ同じですが、BQ-390で充電したBat3のほうが、高い電圧を維持しているのが
グラフから読み取れます。


新世代ニッ水電池その後・・・(1)

2006-08-19

※別ページへ移しました。
    →「新世代ニッケル水素電池のその後(1)」






※ご意見お待ちしています。
 今回の実験に関し、質問やご意見がありましたら
居酒屋ガレージBBS: http://db.zaq.ne.jp/asp/bbs/oct_noris_1
あるいは
居酒屋ガレージ日記での電池の話題: http://blog.zaq.ne.jp/igarage/category/12/
にコメントしてください。
体験談など、お待ちしています。

電池関連の製作物と体験談

http://homepage3.nifty.com/act-ele/batdchg3/batdchg.htm 放電テストに使い始めた新しいバッテリー放電器。
組み立てキットを頒布しています。
http://www.oct.zaq.ne.jp/i-garage/tool/batdchg3.htm 上の放電器を作った製作過程を紹介。(PIC16F88)
http://www.oct.zaq.ne.jp/i-garage/tool/batck.htm AVRマイコンを使ったバッテリー放電器の製作。
http://www.oct.zaq.ne.jp/i-garage/tool/batdchg2.htm マイコンを使わないバッテリー放電器の製作。
http://www.oct.zaq.ne.jp/i-garage/trbl/trbl1_4.htm 高容量ニッ水電池の充電で出会ったトラブル。
http://www.oct.zaq.ne.jp/i-garage/trbl/ekimore.htm 電池の液漏れ。
http://www.oct.zaq.ne.jp/i-garage/tool/batvck.htm 自作した電池電圧チェッカー(PIC16F819)
トラ技2005年11月号に掲載。
http://homepage3.nifty.com/act-ele/batdchg3/bathold/bathold.htm バッテリー放電器で使った電池ホルダーについて。
http://www.oct.zaq.ne.jp/i-garage/sub2.htm 愛機DiMAGE7iに関する技術資料。
http://www.oct.zaq.ne.jp/i-garage/dimage/dim_06.htm ニッケル水素電池の放電特性
http://www.oct.zaq.ne.jp/i-garage/dimage/newbat.htm 新世代ニッケル水素電池の放電特性
http://www.oct.zaq.ne.jp/i-garage/dimage/newbat1.htm 新世代ニッケル水素電池のその後(1)
http://www.oct.zaq.ne.jp/i-garage/dimage/newbat2.htm 新世代ニッケル水素電池のその後(2)
http://www.oct.zaq.ne.jp/i-garage/dimage/newbat3.htm 新世代ニッケル水素電池のその後(3)