リチウムポリマー(Li-po)電池

リポ電池は電動ラジコンをやるには欠かせない存在になってきました 。
どんどんバリエーションも増え、価格も手頃で
気軽に求められるようになっていますが、使用には注意を払わなければ
火災や怪我につながると思います。私なりに、リポについての事をまとめてみました。
もし間違っていたらご指摘下さい・・・(^^;)

リポ

●リチウムポリマー電池とは?

リポの以前は液体電解質を利用しており、これが一般的にデジカメや

携帯電話の電池などで使用されているリチウムイオン電池です。

電解質を液体からゲル状のポリマーに変えたものがリポです。

これによって小型で軽量になりました。電池としてはリチウムポリマーは、

リチウムイオンの派生型で、充電方法なども変わりません。

また、単セルの電圧が高く、高容量で、軽量とR/C飛行機にぴったり。


でも 、取り扱いを誤れば発火・爆発の危険が伴うというのも事実。
爆発したとか、燃えたという記事を、見た事ないでしょうか?
でも私は、リポの取り扱いに関して、そんなに難しくないと思っています。

リポの知識と安全に使う意識があれば、リスクは回避できます。

それさえ踏まえて使用すれば、リポは素晴らしい電池だと思います。


リポのセル

●何でそんなに発火し易いのか。

リポは、電解質に可燃性の高い電解液を使用しています。

この液体は漏れると甘い香りがするらしいですが、嗅いだ事は無いです。

こいつがショートしたり過充電で内部が高温、化学反応などで可燃ガスに

なって溜まり、パンパンに膨れて来るワケです。

あとは、点火してしまえば爆発的に燃焼して燃え尽きるみたいです。

 

 

←リポの単セル。

パッケージはラミネートしただけですね。

軽量ですが強度が少ないので衝撃や

尖った所へぶつけるのはマズイです。

 

 

●どうすると発火してしまうのか。

①誤った充電器を使うと、過充電で過激に燃える。

ニッカドやニッケル水素用の充電器では、リポがフルチャージになっても

充電が止まらず、過充電になってほぼ確実に発火に至るようです。

 

②ショートして急激な放電で加熱し燃える。

電極をショートさせるのは、どんな電池であろうと危険ですが、

リポは過放電でも膨れて、予期せぬショートを引き起こす事が在る

ようです。

また、パッケージが柔らかいラミネートなので、衝撃で容易に破損します。

内部でショート状態になり、これをそのまま放って置くと加熱し膨れて

発火に至るみたいです。強い衝撃を加えたリポは要観察ですね。

 

 

③充電の際に、急速充電しようと高い充電電流を掛けて発火する。

リポは通常1C以下の電流で充電しないと危険です。

一部のリポには1C以上での充電が可能と謳われるモノもあるようですが

1Cでの充電が最も安全だと思います。

 

④過放電で使えない状態になったリポを使おうとしての無理な充電。

リポは単セルあたり3V未満(2.8V)になるまで放電してしまうと、

内部が劣化してショート状態になるらしいです。

これを充電するのは危険です。

フライトした後、リポを繋いだまま放置すると過放電になるので、注意

して下さい。アンプへ繋がってるだけで微量電流が流れ続けるからです。

飛ばし終わったらリポは外しましょう。

●リポの発火映像→

扱いを誤って発火した場合、どれだけの威力なのかは実際見な

いと、危険性の実感が湧かないと思うので観てみて下さい。

 

過大な電流を流して過充電状態にして意図的に発火させた

場合の威力たるや凄まじいですね。

家で充電中や保管中にこうなったら・・・確実に火災になるでしょう。

噴出す炎は爆発に近いですね。

 

たぶんですが、容量が大きなリポほど、電解液も多く含んでるし

蓄えているエネルギーも大きいので発火したら被害も大きいはず。

なので私は、保管する際はなるべくフルチャージで保管せず、

5~6割程度放電してMAXじゃない状態で保管するように

しています。

リポは自己放電を殆どしませんが、ギリギリの電力のままで

放置すると自己放電で過放電になる可能性があるので、放電

状態で長期放置するのは危険だと思います。

とてもデリケートな電池のように感じたと思いますが、正しく使えば

恐れる事はないです。

でも、ちょっと神経質になるくらいが良いのかも知れませんw

 

 

 

 

 

充電風景

↑充電風景。

Hyperion EOS 5iDPに EOS LBA10バランスアダプターを使ってます。

親電源は、以前はPC用電源でしたが、今はジャンク品の12V2Aの

電源アダプタを使っています。

充電装置一式が入ってる箱はジュラルミンケースです。

発火したら役に立たないかもしれませんが・・・

 

●充電する方法。

充電機はリチウムポリマーが充電できる機能のあるものを使います。

リチウムポリマー電池専用のものもあります。

安いものであれば、1セルから3セルまでの充電しかできませんが、

小型の動機なら十分と感じています。

 

私的には3セル以上で運用するならバランス充電を勧めます。

バランス充電なしで充電を繰り返せば、だんだんセルの電圧にバラつき

が出てきます。その場合、特定のセルに負荷がかかる様になり最悪の

場合は、膨れて使用できなくなるかもしれません。

バランス充電にはバランス付き充電器かバランサーを使います。

 

まず充電するときは傍を離れずに、異常を察知できる所に居る事、

万一、膨らんで来たとき発火前に対処するためです。

燃えやすいものが無い所で、念の為できれば不燃容器に電池を

入れて充電を始めた方がいいです。

充電電流の設定は、1C以下で行います。つまり電池の容量以下の

電流をかけて充電すると言うことになります。

1Cで充電すれば、充電時間は通常60分以上で、70~80分くらい

で完了すると思います。

時間がかかり過ぎる場合は、電池の異常を疑ったほうがいいです。

 

 

リポ

●電池の保管。

電気が残ってる状態のリポは、発火の危険が大きい火気・・・

いや、爆弾のような意識をもったほうがいいかもです。

寝てる間や外出中に発火という最悪の事態を想定して

おきましょう。。

私の場合、ますコネクターが、どこか金属に接触してショートに

ならないように、マスキングテープで巻いて置きます。

 

あとは、上の充電器の入ってるジュラルミンケースの中の青い箱、

これは金属製の重厚なもので、コレにリポを普段入れて、更に

ジュラルミンケースを閉めて保管しています。

 

私はこんな程度の対策ですが・・・(^^;)

リポの保管で、耐火金庫に入れてる人もいるらしいですよ。

 

 

リチウムイオン

●同族のリチウムイオン電池は安全?

同じ様に可燃性の電解液を使用してるリチウムイオン電池は、

デジカメや携帯電話やノートパソコンに良く使われていますが

発火の危険性は無いんでしょうか?

この写真の電池は、デジカメと携帯電話のリチウムイオンを

パッケージから取り出したものです。

外装は硬い金属製で、かなり丈夫な感じがします。あとコレを

収納していたパッケージも結構丈夫で強度は高いです。

 

あと違うのは安全回路が、電池に内蔵されている所、

過大電流が流れないようにする回路基盤が取り付いてます。

あと電池側面の電極に温度が上昇すると電流を制限する

パーツも取り付いてます。

安全対策が全然違いますネ。

 

 

●リポの取り扱い。

「C放電とは?」

放電容量を示しています。1Cとは、その電流で1時間放電が

出来るという事です。

例えば、500mAで20C-25Cという放電能力のリポがある

ならば、連続放電電流は、500×20=10000mAと

なるので10Aという事です。

25Cは最大放電電流なので、500×25=12500mA

なので12.5Aが短時間に流せる最大電流となります。

この場合のリポだと20C以下で使うのが妥当です。

25Cまでなら連続で耐えられると言う意味では無いと私は

考えています。たぶんハイペリオン等の一部のリポ以外で

は最大電流ギリギリで使えば、寿命はあっという間に尽きる

と思います。

適度な電流での利用が一番意長持ちします。

 

「慣らし運転。」

購入直後の新品リポは、フルチャージしても内部での化学

反応が活性状態で無いので、慣らしが要ると言われます。

チャージも1Cよりもっと低い8割くらいの電流をかけてやり

大体3Cから5C以下で3回くらい放電をしてやれば、本来

の性能を引き出せるらしいです。いきなり、最大電流位で

放電をさせると劣化が進んで、性能が低下するので注意が

要ります。

 

「リポを保管・使用する時の環境」

リポを保管する温度は、常温程度で涼しい所が適しています。

チャージされた状態で温度が高いところに置いている程に

劣化が進んでいきます。

夏場の車内は、非常に高温です。70℃以上の環境では

リポが劣化し、膨らんでしまうらしいので車の中では

放置しないほうがいいですね。

使用する際の温度も70度を超えてはならないとされています。

フライト後ほんのり暖かいくらいが丁度いいと思います。

また低温では、内部不活性になるので冬場など低温の環境

では、性能が低下してしまいます。

 

↑リポが発火しても安全な入れ物 LipoSack

リポを充電・保管しててもし発火しても安全な入れ物・・・・

でも・・・煙が尋常じゃないですねぇ。火事になるよりはいいけども。

怖いのは、かなり爆発力があるんですね。発火したリポ・・・

密閉が過ぎるとある意味危険?

リポについての参考サイトK&Sトピックhttp://www.ks-j.net/kands/topic/lipo/index.html

詳しくリポについて取上げているサイト:ep-plane.com :http://ep-plane.com/

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