乾電池の整理、足元ライトの放電特性実験
  2015/09/16,2017/10/15,2018/1/16:アイデアいっぱいの足元ライトの開発結果を反映、2018/2/6  

■動機: 
使いかけの保有乾電池を調べると20本以上あった。これらがまだ使えるかどうか全く判らないので、電池について勉強し、判定方法を実験テストすることにした。
2015/09/12 釣りに行って電池切れ エビ生かし用のエアポンプが動かなくなった。調べたら単1で0.9Vしかない。帰宅して1.5Vに交換した。また、電子浮きが光らなくなった。これも帰宅して交換した。外出時は予備電池を携帯するか、外出前に残量をチェックする必要がある。
・大地震が近づいている。災害時に一番必要なものは、懐中電灯、次が水である。

■テスター: 電流測定用にデジタルテスターを新しく購入した♪
計る道具⇒新デジタルテスターデジタルテスター
保有例
KKMoonの RM-101
1,700円、2017/12月購入、大きさ:130x65x30mm、重さ:180g
kaiseの SK-6500 
、3,200円、2015/8月購入、オートレンジ機能、電源:CR2032ボタン電池、大きさ:109x55x9mm,60g
乾電池の電圧測定ダイヤルを直流電圧に合せる。
テストプロッドを当てる。1.532Vと表示。テストプロッド外す。ダイヤルを電源OFFに合わせる。
ダイヤルを直流電圧に合せる。
テストプロッドを当てる。1.532Vと表示。テストプロッド外す。ダイヤルを電源OFFに合わせる。
抵抗値測定電圧測定と同様。
電圧測定と同様。
乾電池の電流測定直列接続で測定。◎最大600mA
電流は計れない。
ダイヤル数7ポイント。電流計として使う。
4ポイント。電圧計として使う


■電池容量、エネルギー量について
●サンワダイレクトでモバイル用電池を販売していた。42Wh、11,200mAhである。単4電池が1000mAhなので、12本あれば間に合うと誤解した。よくみると、電圧は3.6Vが前提。単4は1.5Vx1000mAh=1.5Wh。42Wh/1.5Wh=28本必要。
●保有タブレットd-01jは3.82V,4980mAhのリチウムイオン電池である。単4電池が1000mAhなので、5本あれば間に合うと誤解した。単4では、3.8Vx4.98A=19Whなので19/1.5=13本必要。

■電池の種類と特徴
No種類価格重さ大きさ電圧容量備考
1単1アルカリ54(daiso)128g61.5mm,φ34.2mm1.5V17000mAh?エビ生かし、ブクブク 
2単2アルカリ13067g50mm,φ26.2mm1.5V8000mAh 
3単3アルカリ26(daiso)23g50.5mm,φ14.5mm1.5V2000~3000mAhLR6 
4単4アルカリ2211g44.5mm,φ10.5mm1.5V1000mAhLR03 
5LR113054-gφ11mmx3mm1.5V40mAhコイン型アルカリ電池 
6リチウム電池
CR2032
54-gφ20mmx3.2mm3V220mAh標準0.2mAコイン型,デジタルテスター、タイマー
7CR202554-gφ20mmx2.5mm3V 扇風機用リモコン
8積層電池---g角型 6F229V 照度計、非接触温度計


■充電式電池 下表のため使わない
No種類・価格大きさ・重さ電圧・容量備考
4単3充電式
300円
50.5mm,φ14.5mm
27g
1.2V、1900mAh ニッケル水素電池。×内部抵抗が小さく過電流になり易い。×メモリー効果のため完全に使い切って充電すること。×使用できない懐中電灯がある。 


■マンガン電池 マンガン電池は、コスパが悪いため使わない
 規格の1文字目は、L:アルカリ電池、なし:マンガン電池
No種類・価格大きさ・重さ電圧・容量備考
1単3マンガン乾電池 50.5mm,φ14.5mm、18g1.5V 1000mAhR6 ×内部抵抗が大きい
2単4マンガン乾電池 44.5mm,φ10.5mm 9g1.5V、500mAhR03 ×内部抵抗が大きい


放電特性グラフ LR6 マクセル などで検索し、メーカー公表グラフから読み取った。定電流、定抵抗の2種類のグラフがある。使えば電圧が下がってくるが0.9Vが限界電圧としている。放電終了電圧、終止電圧、Evとも言う。 新しいデータは公表されていないことが多い。

◆乾電池が何時間使えるか実験 期間は2週間、正味時間が数時間
・セリヤのマンガン乾電池8g/本とパナソニックのアルカリ乾電池11g/本。
 足元ライトを点灯させて、2種類の乾電池で電圧を測定しました。
アルカリ乾電池 (図4)
・アルカリ乾電池は最初6時間連続点灯させた。非常に明るい状態で電池を使い切ったと思っている。暗くなったので消灯して休ませた。
・アルカリ乾電池の累計使用時間8時間後から、30分点灯させ、30分休ませることを5回繰り返している。
・アルカリ乾電池の累計使用時間8時間後から、30分点灯させ、30分休ませることを5回繰り返している。

マンガン乾電池 (図5)
・1.5時間後の電圧降下が大きい。


・1日ぐらい休ませると0.8Vも電圧が回復した事があった。アルカリ電池でもこのように回復した事に驚いた。
・強力で高価なアルカリ乾電池と安価でパワーのないマンガン乾電池の使用可能時間の差が明確でない。重さと取り出せるパワーは比例すると思っている。即ちアルカリ電池は3割長く使える。この考えからアルカリ乾電池を使いたい。
単4電池は単3電池の2分の1のパワーと考えていたが、3分の1ぐらい。単3電池は23gで単4電池11gの2倍。

・液漏れの原因 過放電84%、長期保管7%。内部にガスが常時発生している。このためアルカリ乾電池はガスを逃がすための弁がついている。

■保有乾電池の整理 電池残量チェッカーは使わずデジタルテスターだけを使いました。
乾電池残量の判断電池の残量は、電池にマジックで電圧値を書く。
 1.4V以上:新品同様。 1.1~1.4V:まだ使える。0.9V以下:廃棄


電池ごとに電圧を書いています。プラダンでケースを作り収納しました。2か所のパーティションは位置を変更できます。