2011年版ラジコン初心者におくる最新バッテリー、充電器の選び方

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電動ラジコンのバッテリーはニッカドからはじまり、ニッケル水素(NiH)ときて今ではLiPo(リチウムポリマー)にLiFe(リチウムフェライト、リフェ)の次世代充電池(バッテリー)が主流となってきました。そこでそろそろLiPoとLiFeを導入しようと検討しています。

【LiPoバッテリー】

タミヤではLiPoを使わず、LiFeを導入しました。同時にタミヤサーキットではLiPoバッテリーの使用を禁止しています。

タミヤサーキットのご案内

○ すべてのリチウムイオンポリマー (LiPo : リポ) バッテリーおよびタミヤ製以外のLFバッテリーの使用を禁止させていただきます。
○ 爆発事例のあるバッテリーの使用および持ち込みは禁止させていただきます。

タミヤの場合はユーザー層が幅広いため、めったな使い方しても安全であることを前提とするとLiPoは圧倒的にリスクが高いようです。

リチウムポリマーバッテリー解説(危険性) | 上村メカトロニクス株式会社

1. 必ずリチウムポリマー用の充電器を使用してください。
NiCdやNiMh用の充電器は使用しないでください。 必ず発火します。(リチウムポリマーとその他のバッテリーが充電できる充電器の場合、必ずリチウムポリマー充電モードにしてください。)

2. 充電中は必ず監視していてください。
リチウムポリマーバッテリーを充電するとき、充電電圧や充電電流などを常に監視して異常事態に備えてください

3. 充電器はご自身の責任でお選びください。
市販のリチウムポリマー充電器の中には、不適当な電圧や電流で充電するものもあります。 適切に充電が出来ているかを確認するためのモニターのある充電器を選んでください。 この条件に合わない充電器を使用した場合、火災になる危険性があります。

4. リチウムポリマーバッテリーが膨れ始めたら直ちに充電を中止してください。 バッテリーを外して、安全な場所で約15分間観測してください。 バッテリーが膨れ始めても、さらに充電し続けると爆発しますので非常に危険です。

5. 化学反応が遅れて起こることがあるので、安全措置としてバッテリーを観測することが大切です。
バッテリーの観測は、建物の外で可燃物が回りに無い安全な広いところで行ってください。 10分以上後から発火することもあります。

6. リード線などがショートすると燃焼することがあります。 リード線の切断やコネクター取り付などの作業中に、ちょっとでもショートしたら安全な場所で約15分程度観察して異常が無い事を確認してください。 特に、指輪などをはめている場合気を付けて下さい。 火傷する場合があります。

7. バッテリーに衝撃が加わった場合(墜落なども含む)、直ちにバッテリーをはずし、可燃物の無い安全な場所で約15分間観測してください。

8. リード線を切断する場合一本づつ切断し、絶対にショートしないようにしてください。 ショートが起こると、後になって発火する事があります。

9. コネクタとリード線は一本づつハンダ付けしてください。
手順1:赤リード線の絶縁テープを取り外してください。 そして、コネクタのプラス側にハンダ付けしてください。
手順2:黒リード線の絶縁テープを取り外し、コネクタのマイナス側にハンダ付けしてください。
この時、絶対ショートしないように注意してください。 うっかりショートしてしまったら、回りに燃えるものが無い安全な場所で約15分観測してください。 バッテリーは、しばらくしてから膨らむか発火してしまう事があります。

10. 車内や高温な環境にバッテリーを保管したり充電しないでください。 その温度によって発火してしまう事があります。

ってか、危なすぎでしょ!w

さすがにこれは極端ですが、適切な使用方法を守らないと危険というのは間違いありません。さらにオソロシイのは「時限爆弾」ばりに、放置中のLiPoバッテリが自然発火する現象。

リポ(LiPO)バッテリーの使用方法と注意事項

*2010.3.10 追記*
過充放電を行った場合、電極に針状の結晶が析出する
デンドライト現象と言う化学反応が起こります。
これにより、内部の隔壁を突き破ったり電極間がショートし
発火に至るケースがあります。
見た目では判断することが出来ず、じわじわ進行することもあり
数日後にいきなり膨れ、発火すると言う事もあります。

これはコワイ。

リチウム電池

デンドライト(樹枝状晶)
 リチウム電池では放電時にリチウム金属が電子を放出して(酸化)リチウムイオンになり、充電時にはリチウムイオンが電子を獲得して(還元)リチウム金属が析出する反応が起こりますが、その時に析出物が樹木の枝の結晶になることを言います。
 リチュウムが枝状の結晶になると陰極のリチウム酸化物が電極板から脱落して電池が機能しなくなったり、成長したリチウム金属の枝の結晶が陰極と陽極を隔離しているセパレーターを貫通して短絡(ショート)を引き起こすと、爆発や発火事故を引き起こすことがあります。

リチウムイオン電池はこの問題をクリアしているそうですが、リチウムイオンバッテリーのリコールもありました。

リチウムイオン二次電池の異常発熱問題 - Wikipedia

ノートパソコン向けSED製バッテリパック回収問題 [編集]

SED製バッテリの発火事故の原因は、SED側の発表では、缶のロール成型工程で缶と治具の摩擦により発生した、ニッケルの微細な金属粉がセル内部に飛散したためとされる。通常、缶の底部に金属粉が残留した場合、その場所が底面半径の中ほど(正極内周部)であれば、電池の性能が出ないだけの、単なる不良品となるが、今回はさらに、電解液を注入した際、その金属粉が流動して絶縁部(外周部)まで到達し、ニッケル粉が絶縁層を透過し、負極側で再結晶したため短絡が発生したもの、とされている。

ソニー、バッテリ発火の原因を公開

金属粉が混入した原因については、組立工程の「缶加工」と呼ばれる段階の問題としている。缶加工では、治具で缶全体を回転しながら加工ディスクを回転させて素子を固定する溝を形成するが、治具と缶の摩擦により、微細な金属粉の一部がセル内部に飛び散ったとしている。

 また、金属粉が正極混入したとしても、電池機能が失われるだけで済むが、今回は電極のロール終端部に金属粉が混入したため、正極と負極が短絡し、過熱および発火に繋がった。これは電解液注入の段階で、金属粉が流動して絶縁部に到達したためとみている。

 なお、正極側から絶縁層を透過して負極側で再結晶し、正極と負極を短絡させることができるのはニッケルのみとしており、同様の理由で混入するアルミニウム、銅および鉄による短絡の可能性は低いという。

Li-ionにしても結局はエネルギー密度が高くなると発火・爆発のリスクは高くなる傾向には違いありません。

LiPoに戻ると過充電・過放電は禁物、保管も満充電は危険で、温度管理も重要です。

LiPoバッテリーの使い方

ここではおもに、LiPoバッテリーについて解説します。リポは、正しく扱わないと大事故につながります。 事故を防ぐポイントは充電のときに確実な設定を行うことと、リポの能力に異常がないか定期的にテストすることです。 購入時には説明書をよく読み、指示通りの方法で取り扱いましょう。



充電電流は1C

充電時の電流は安全のために、1Cとすることが基本です。過充電を避けるため、1C以下で充電します。

バランス充電と呼ばれる、セル毎にきちんと充電管理することと、充電電流は1C以下とするのが肝心です。

LiPoバッテリーの使い方

充放電許容量

CmA
=C
バッテリーがどれだけ放電できるか、またはバッテリーにどれだけの電流をかけて充電してよいかを表す単位で、シー・ミリアンペアと読みます。このCはCapacityの頭文字Cです。

1CmA(ただのCと略されることがほとんど)はそのバッテリーの公称容量電流値(A単位で)を示します。そのパックが1時間流し続けられる電流値のことです。つまり、 1C充電は満充電まで1時間かかるということになります。放電が可能な電流は、mAhに放電能力を表す「C」を掛ければ求められます。例えば容量2100mAhリポの1Cは、2.1Aとなります。

ダメ人間に戻ってみようか?:LiPoバッテリーの充電電流

用語説明:「C」とは・・・
1Cはそのバッテリーを空の状態から1時間かけて満充電に出来る電流、又は満タンの状態から1時間かけて空になるまでの電流。1000mAhのバッテリーの場合、1Cは1A、2Cは2Aとなります。

1C充電が基本、ということはどんな容量のバッテリーであっても1時間はかけないといけないということです。

ではLiFeはどうでしょうか。

【LiFeバッテリー】

ダメ人間に戻ってみようか?:LiPoバッテリーの充電電流

1.充電電流について

LiPoバッテリの充電は通常は1Cで行います。
同じリチウム系ですが、2Cや3C等の充電が出来るのはA123Systemsのセルを使ったLiFePO4だけです。
他社のLiFePO4については知りません。比較的安全と言われているのもA123Systemsの物についてですが、他者のLiFePO4については知りません。バッテリーセルメーカーに直接聞いて見るしかないです。
ちなみにA123SystemsのLiFePO4は1100mAhと2300mAhの2種類のセルしかありません。

LiFeは元々電気自動車用に開発されたため、頻繁な充放電に対応しています。いわゆる回生充電、その直後放電という環境下で電池が劣化しません。また大電流による充電、2Cや3C充電ができ、20~30分と短時間で充電完了するのが特徴です。

タミヤ LF2200-6.6V レーシングパックと充電器

~ LFバッテリーの3大特徴 ~

【 約1000回もの長寿命! 】 約1000回もの充放電が可能。しかも、専用充電器を使って約20分で充電できるので、バッテリーを2本持っていれば走行と充電を交互に繰り返して1日中楽しめます。さらに、重量がニッケル水素バッテリーNi-MH3700の約半分という軽さもポイントです。

【 放電容量が変わらない! 】 充電電池特有の「メモリー効果」がないため、走らせた後すぐにバッテリーを充電すればOK。走行時間が短くなることはありません。また、付属のバランス充電コネクターを使って、5回に1回充電すれば各セルの容量バランスを最適に保ってくれます。

【 メンテナンスが不要! 】 走行後、バッテリーに放電器をつないでコンディションを整える必要はありません。また、自己放電もほとんどないので、半分程度の充電をしておけば長期保存が可能です。

【充電器選び】

充電器選びは、次がポイントとなるでしょう。

・新世代バッテリーに対応

・大電流(短時間充電)、バランス充電対応

そんな中で気になる充電器は以下。

▼AC/DCエキスパートチャージャーLiPo 8A


ABCホビー充電器仕様一覧表

●LiPo/LiFePO4バッテリーを8Aで急速充電可能
●ニッケル水素/ニカド/LiFePO4/LiPo/鉛-5種類のバッテリーに対応した急速充電器
●充電、放電、放電~充電の3モード
●カタカナ表示に対応した2行表示
●バックライト付きLCD搭載

税込価格19,740円

こちらは8Aまで対応、AC/DCに対応しているので屋内から屋外まで幅広く使え、使い勝手が良さそうです。

そこまで大電流で頑張らなくていい、という方にはこちらの5Aモデルもオススメ。

▼AC/DCエキスパートチャージャーLiFePO4 5A


●充電、放電、放電~充電の3モード
●デルタピークカット電圧0~15mV/セル
●カタカナ表示に対応した2行表示
●バックライト付きLCD搭載

税込価格15,540円

またブルーが眩しいマッチモアレーシングも注目です。

▼マッチモア ハイブリッドAC/DCバランスチャージャー

MM-HBK-B-S

新型充電器「ハイブリッドAC/DCバランスチャージャー」は、従来のNi-Cd・Ni-MH に加えてLi-Po・LiFe バッテリーのバランス充電が可能です。
また安定化電源を内蔵しているので家庭用100Vコンセントで使用する ことができます。
ボタン操作や画面の視認性を考慮したコンパクトな筐体&ファンレス設計で、 サーキットからご家庭での充電まで場所や環境を問わずご使用頂けます。

定価(税込) 14,490

先進のデザインでカッコイイ! 

電流が5Aまでだと LiFeを3C充電したい!となるとちょっと不足気味になるので悩みどころですね。

はやく秋葉原のラジコン屋さんに行きたいです。

【参考リンク】
Muchmore Racing
ABCHOBBY.com

【Amazon】
ABCホビー AC/DC エキスパートチャージャー LiFePO4 ライト

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