18650の容量を測る

18650の容量を測る

ダイソンの掃除機用バッテリーら外した18650が沢山ある。
これが使えるかどうか、どの程度使えるものか、容量を測って選別したい。

容量計は中華もので、抵抗負荷で放電させて放電電流の積算値を表示するものだ。
抵抗は8Ωなので500mA位の放電電流となる。
18650のテストでは0.5CA程度の放電電流とする事が多いようだが、これは0.25Cでしかない。

なお18650のLi-ionバッテリーに関しては、時間放電率を極端な値にしない限り容量に大きな変化は見られない。
放電電流が増加すると内部抵抗によって電圧降下は起きるが、実質容量は余り変わらない。

表示は中国語だが、見れば分かるだろう。
当前电压→バッテリー電圧(測定値)
終止电压→放電終止電圧(設定値)
放电電电→放電電流(測定値)
累计容量→バッテリー容量(計算値)

基板にはタクトスイッチがあり、左からmAhとmWhの切り替え、測定開始/中止/リセット、放電終止電圧Down、放電終止電圧UPとなっている。

裏面にはいくつかのデバイスがある。
LCDドライバ付きのワンチップマイクロコントローラとOp Amp,FETスイッチ等だろうか。

最初に、約3年前に購入した18650を測ってみた。
公称容量は3000mAhとなっていたが、586mAhと765mAhだった。
通常の18650が46g~48g位なのに対して、この18650は36gと軽かった。
中身が少ないのだから容量も少ない訳だ。

同じ時期に購入したLiCBと書かれた、こちらも公称3000mAhの18650は2597mAhの容量だった。
重さは47gと、標準的だった。

ダイソンのバッテリーユニットの中身のセルは、ペールオレンジ色のものと緑色のものがある。
平均容量はペールオレンジのものの方が多いので、これがいわゆる改良品というヤツかも知れない。
バッテリーユニットは18650が6本直列になっている。
ダイソンバッテリーの公称容量は2.1Ahだそうだ。

左側はBMSで、186501本ごとの監視をしている。
しかし駄目になったバッテリーは必ず同じ場所(端のもの)であり、制御に不具合があるのではないかと思う。
これが1個や2個のバッテリーをバラしただけなら、たまたまそれが不良だったとも言えるが、10個以上のバッテリーユニットをバラしたのだから明確ない傾向だ。

バッテリーユニットには温度センサがエポキシ系接着剤で貼り付けてあり、これが取れない。

取れないままバッテリーを無理矢理引き抜くと、バッテリーにかぶせてある熱収縮チューブが切れたり、バッテリーが変形する。
と言う訳で温度センサの付けられている部分のセルは無理に外さない事にした。
スムーズに外れたものだけ容量テストを行った。

こうしてバッテリーユニットから取り出した43本のセルを、まずは満充電する。
すぐに満充電になってしまったり、端子電圧が上がらなかったり、充電器かは外すとすぐに電圧が落ちてしまうようなバッテリーは除外した。
これらの不良バッテリーは、必ずバッテリーユニットの端に存在したものだ。

満充電になったら、放電器に接続して容量を測定する。
何しろ2Ahのバッテリーを測定するのに4時間かかる訳で、相当ダルい作業となった。
放電終止電圧は2.9Vとしたので、標準的測定より1割程度容量が少なく表示されていると思う。
放電終止電圧を高めにしたのは、容量測定後再充電せずに保管しておく為である。

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ダイソンのバッテリーユニットのセルは、ペールオレンジ色のものが46gで緑色のものが45gだった。
ペールオレンジ色のものは11本あり、最小が1668mAhで最大が2078mAh、平均は1874mAhだった。

1Ah以下のものを除いた、緑色のもの30本は最大が1911mAhで最小は549mAだった。
1Ah以下の4本を除いた平均は1644mAhとなり、1.5Ah以下の5本を除くと平均は1751mAhとなった。

これは全てダイソン掃除機用バッテリーとしては使えなくなったものなのだが、使えなくなるのは端の1本である事が多く、他の5本は容量が残っている。
端のバッテリーは変色しているものもあり、また汚れの状態からもそれと分かる。
切断した後もタブの形状が異なるので見分けが付く。

ニッサンはリーフ用の廃バッテリーを組み替えて再生している。
要領の残っているセルを組み合わせて、新たな再生バッテリーとして販売する。
販売価格は新品バッテリーの概ね半額だそうだ。
ニッサンとしては(組み替えの手間はあるものの)無償で回収したバッテリーが30万円売れるのだから、ビジネスとしては悪くない。
バッテリーだけの回収を依頼すると8万円ほど取られる。
プリウスなどのバッテリーも同様だが、リサイクルコストや引き取りコストがかかることから、分解して産廃として捨てられるケースが多いそうだ。

リーフのバッテリーは30kWhのLi-ionで60万円、つまり1kWhあたり2万円である。
これは18650の容量辺り単価とさほど変わらない。
プリウスのNi-MHバッテリーは1.3kWhで13万円くらい、1kWあたり10万円もするのだ。
トヨタはコストが高くてLi-ionは使えない(現在はLi-ionに変わりつつある)と言っていた訳だが、交換バッテリはぼったくり価格である。

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