リチウムイオン電池は劣化する [リチウムイオン電池]
こんにちは、亀仙人です。
電池のことで書いておきたいことがあります。
それは「リチウムイオン電池は劣化する」ということです。
リチウムイオン電池に限らず、世のすべてのものは劣化から避けられませんが、
リチウムイオン電池の劣化のプロセスについて書いてみます。
EVなどで使用するときにはリチウムイオン電池（セルと呼びます）を縦に70ケ程度直列に
接続して約280Vぐらいにして使います。
そしてこの70ケほどのセルの個々の電圧を監視しながら使用するわけですが、個々のセルの
バラ付きによって端子電圧に差が出てきます。
放電の場合はこんな感じです。
放電が進んでいくと当然セルの端子電圧は下がって行くのですが、その下がり方に
差が出てきます。
全部のセルの電圧は個別に監視していますので、ここでいち早く設定した放電終了電圧に
到達したセルがあると、全体の放電がそこで終了します。他のセルに電気が残っていても、
ひとつでも終了になるとそれ以上は使用できなくなります。
充電においても、セルの端子電圧のバラつきが影響します。
充電が進んでいくと、端子電圧の上昇にもバラつきが出てきます。
設定した充電終了電圧に到達したセルがあると、それ以上充電できません。
過充電になってしまうからです。
このように、放電時はどれかのセルがの電圧が下限に達したら放電終了。
充電時にはどれかのセルがの電圧が上限に達したら充電終了となるわけです。
使っていくと経年変化によってこのバラつきがどんどん拡大されていって、やがて
使用できる上限～下限間の電圧差が狭くなっていきます。
取り出せる電力の量が少なくなってしまいます。
これが電池の劣化です。
実際にはバラつきが拡大しないような回路も付加するのですが、ややこしくなるので 省略しています。
通常のリチウムイオン電池では約500回の充放電で容量は70％にまで低下すると
言われています。
70％で使用不能となるわけではありませんが、電池の容量が減ったと実感できる
ぐらいには低下しています。
500回というと毎日使うと1年半ぐらいです。
２年で交換しようとするのは正しいのかもしれませんね。
電池のことで書いておきたいことがあります。
それは「リチウムイオン電池は劣化する」ということです。
リチウムイオン電池に限らず、世のすべてのものは劣化から避けられませんが、
リチウムイオン電池の劣化のプロセスについて書いてみます。
EVなどで使用するときにはリチウムイオン電池（セルと呼びます）を縦に70ケ程度直列に
接続して約280Vぐらいにして使います。
そしてこの70ケほどのセルの個々の電圧を監視しながら使用するわけですが、個々のセルの
バラ付きによって端子電圧に差が出てきます。
放電の場合はこんな感じです。
放電が進んでいくと当然セルの端子電圧は下がって行くのですが、その下がり方に
差が出てきます。
全部のセルの電圧は個別に監視していますので、ここでいち早く設定した放電終了電圧に
到達したセルがあると、全体の放電がそこで終了します。他のセルに電気が残っていても、
ひとつでも終了になるとそれ以上は使用できなくなります。
充電においても、セルの端子電圧のバラつきが影響します。
充電が進んでいくと、端子電圧の上昇にもバラつきが出てきます。
設定した充電終了電圧に到達したセルがあると、それ以上充電できません。
過充電になってしまうからです。
このように、放電時はどれかのセルがの電圧が下限に達したら放電終了。
充電時にはどれかのセルがの電圧が上限に達したら充電終了となるわけです。
使っていくと経年変化によってこのバラつきがどんどん拡大されていって、やがて
使用できる上限～下限間の電圧差が狭くなっていきます。
取り出せる電力の量が少なくなってしまいます。
これが電池の劣化です。
実際にはバラつきが拡大しないような回路も付加するのですが、ややこしくなるので 省略しています。
通常のリチウムイオン電池では約500回の充放電で容量は70％にまで低下すると
言われています。
70％で使用不能となるわけではありませんが、電池の容量が減ったと実感できる
ぐらいには低下しています。
500回というと毎日使うと1年半ぐらいです。
２年で交換しようとするのは正しいのかもしれませんね。
テスラの電池 [リチウムイオン電池]
こんにちは、亀仙人です。
航続距離500kmのテスラが電気自動車の最先端を走っているような印象を受けますが、
内容は眉唾（笑）です。
ＥＶ先進国の日本で、日産リーフは閑古鳥が鳴いているのにテスラには行列ができる
のは、このあたりのアピールがうまいからかもしれません。
ただしこのテスラ、幅は2200mmを超え、重量は2.6tもあるので相当でかいです。
都心にあるような立体駐車場では駐車できないそうです。
また、航続距離は500km超ですが、その充電にかかる時間は24時間を超える（笑）
ため、一泊二日で東京～名古屋を往復できません。
さて、この話題満載のテスラＥＶですが、その心臓部である電池は18650と呼ばれる
単三電池を大きくしたようなものが数千本搭載されています。主としてノートPC向けに生産されて
いる標準品なので、圧倒的な生産量を背景にコスト・品質（個々のバラつき）については高次元で
達成されています。（特にＰ社製ですので・・・）
しかし1セル当たりのサイズと容量が規定されているため、ＥＶに応用するためには
これを直列・並列に接続して電圧と容量を稼ぎ出さなければなりません。
ここである懸念が浮上します。
一般的にリチウムイオン電池のセルを直並列にする場合には、一旦並列にして容量を
確保してから、その塊を縦に直列にしていきます。これはセルの性能のバラつきが
出にくいようにするためです。
超大量生産品ですので初期性能のバラつきはほぼないと言ってもいいレベルにあります。
しかし、充放電を行なって経年劣化が進んでいったとしたら、もはや性能レベルは均一では
ありません。同一ロットなら似たような傾向にあるかもしれませんが、それも統計レベルの
話です。
経年変化が進んでいって個々のセルの特性にバラつきが生じると、この最初に並列に接続
したモジュールの内部でも個体差が出てきます。しかし、並列に接続したものの個々の
セルはもう個別には制御できないので、ここからは劣化がどんどん促進されることに
なります。
何年持つかはわかりませんが、18650セルを数千個も積み上げて実現したバッテリシステム
だからこそ、コストを抑えることが出きた側面もありますが、一旦劣化が始まると
それが足枷となって選択肢がなくなっていきます。
テスラはバッテリマネジメントシステムで個々のセルを監視して、劣化が認められたセル
を早期に検出して交換するようにサジェストを出せる。最先端のＩＴシステムを構築して
いるので問題ないと言っていますが、はたしてそうでしょうか？
バッテリマネジメントはどのＥＶも搭載していますので、ＩＴかどうかはそれをリモートで
本社が把握しているかの違いだけで、検出の中身のレベルは変わりません。
ＩＴというとなんか魔法のテクニックのように聞こえますが、無線LANや移動体通信の
技術が進歩したおかげで車両１台１台がインターネットに接続可能になっただけです。
インターネットにつながった端末を本社が遠隔監視できるのは当たり前で、昔はこの
通信網の構築にべらぼうなコストが掛かって現実的ではなかったのです。
（自動販売機にPHS端末を搭載とかやったことがあります）
さて、セル交換をサジェストされたとして、ユーザーはどうするかというと、当然ディーラーに
持ち込むことになります。しかし数千個の18650セルで構成された電池ですから、この中の
1セルだけを交換というのは現実的ではなく、十数個程度に別れたサブモジュールのうちの
一つをを交換することになるでしょう。
そのサブモジュールは車体の隙間を縫うような形をしているはずで、1個ずつが異なる
形状である可能性が高いです。ということは、メーカーは複数（多数かも？）の電池サブ
モジュールを生産・管理・在庫しなければならず、車種展開すればするほど種類が
増えていきます。果たして長期間に渡ってこの体制を維持できるでしょうか？
また、電池セルは生産ロットによっても微妙に個性（バラつきともいう）を持ってしまう
可能性があります。このバラつきは「高度なIT技術（笑）」によるバッテリマネジメントシステム
で解消される（はず）予定です（笑）。
もっと心配なのは、18650セルは世代によって進化してきているため、同じサイズでも
どんどん容量が増えています。先の話で交換用の部品を用意するとして、一度採用された
セルはずっと同じ容量のセルを確保しないといけないという縛りを受けることになります。
リチウムイオン電池の世界の進歩は思ったよりも早く、ここ5年程で驚くほど変化
しました。これを最低でも向こう20年以上は継続していかないといけないことになります。
EVという耐久消費財を世に出すというのはそういうことだと亀仙人は思います。
航続距離500kmのテスラが電気自動車の最先端を走っているような印象を受けますが、
内容は眉唾（笑）です。
ＥＶ先進国の日本で、日産リーフは閑古鳥が鳴いているのにテスラには行列ができる
のは、このあたりのアピールがうまいからかもしれません。
ただしこのテスラ、幅は2200mmを超え、重量は2.6tもあるので相当でかいです。
都心にあるような立体駐車場では駐車できないそうです。
また、航続距離は500km超ですが、その充電にかかる時間は24時間を超える（笑）
ため、一泊二日で東京～名古屋を往復できません。
さて、この話題満載のテスラＥＶですが、その心臓部である電池は18650と呼ばれる
単三電池を大きくしたようなものが数千本搭載されています。主としてノートPC向けに生産されて
いる標準品なので、圧倒的な生産量を背景にコスト・品質（個々のバラつき）については高次元で
達成されています。（特にＰ社製ですので・・・）
しかし1セル当たりのサイズと容量が規定されているため、ＥＶに応用するためには
これを直列・並列に接続して電圧と容量を稼ぎ出さなければなりません。
ここである懸念が浮上します。
一般的にリチウムイオン電池のセルを直並列にする場合には、一旦並列にして容量を
確保してから、その塊を縦に直列にしていきます。これはセルの性能のバラつきが
出にくいようにするためです。
超大量生産品ですので初期性能のバラつきはほぼないと言ってもいいレベルにあります。
しかし、充放電を行なって経年劣化が進んでいったとしたら、もはや性能レベルは均一では
ありません。同一ロットなら似たような傾向にあるかもしれませんが、それも統計レベルの
話です。
経年変化が進んでいって個々のセルの特性にバラつきが生じると、この最初に並列に接続
したモジュールの内部でも個体差が出てきます。しかし、並列に接続したものの個々の
セルはもう個別には制御できないので、ここからは劣化がどんどん促進されることに
なります。
何年持つかはわかりませんが、18650セルを数千個も積み上げて実現したバッテリシステム
だからこそ、コストを抑えることが出きた側面もありますが、一旦劣化が始まると
それが足枷となって選択肢がなくなっていきます。
テスラはバッテリマネジメントシステムで個々のセルを監視して、劣化が認められたセル
を早期に検出して交換するようにサジェストを出せる。最先端のＩＴシステムを構築して
いるので問題ないと言っていますが、はたしてそうでしょうか？
バッテリマネジメントはどのＥＶも搭載していますので、ＩＴかどうかはそれをリモートで
本社が把握しているかの違いだけで、検出の中身のレベルは変わりません。
ＩＴというとなんか魔法のテクニックのように聞こえますが、無線LANや移動体通信の
技術が進歩したおかげで車両１台１台がインターネットに接続可能になっただけです。
インターネットにつながった端末を本社が遠隔監視できるのは当たり前で、昔はこの
通信網の構築にべらぼうなコストが掛かって現実的ではなかったのです。
（自動販売機にPHS端末を搭載とかやったことがあります）
さて、セル交換をサジェストされたとして、ユーザーはどうするかというと、当然ディーラーに
持ち込むことになります。しかし数千個の18650セルで構成された電池ですから、この中の
1セルだけを交換というのは現実的ではなく、十数個程度に別れたサブモジュールのうちの
一つをを交換することになるでしょう。
そのサブモジュールは車体の隙間を縫うような形をしているはずで、1個ずつが異なる
形状である可能性が高いです。ということは、メーカーは複数（多数かも？）の電池サブ
モジュールを生産・管理・在庫しなければならず、車種展開すればするほど種類が
増えていきます。果たして長期間に渡ってこの体制を維持できるでしょうか？
また、電池セルは生産ロットによっても微妙に個性（バラつきともいう）を持ってしまう
可能性があります。このバラつきは「高度なIT技術（笑）」によるバッテリマネジメントシステム
で解消される（はず）予定です（笑）。
もっと心配なのは、18650セルは世代によって進化してきているため、同じサイズでも
どんどん容量が増えています。先の話で交換用の部品を用意するとして、一度採用された
セルはずっと同じ容量のセルを確保しないといけないという縛りを受けることになります。
リチウムイオン電池の世界の進歩は思ったよりも早く、ここ5年程で驚くほど変化
しました。これを最低でも向こう20年以上は継続していかないといけないことになります。
EVという耐久消費財を世に出すというのはそういうことだと亀仙人は思います。
安全なリチウムイオン電池 LiFePO4 [リチウムイオン電池]
こんにちは、亀仙人です。
リチウムイオンの危険な面が強調されていますが、実際世の中にある多くの
リチウムイオン電池は本質的な危険性を持っています。
ところが色々調べていくうちに「安全な」リチウムイオン電池なるものがありました。
「リン酸鉄リチウムイオン電池」 「LiFePO4」と呼ばれるもので、次のような
安全性を持っています。
（ラジコンで多用されるリチウムイオンポリマー電池 LiPOは全くの別物でよく燃えます（笑））
・過充電・過放電でも燃えない。
・外部ショートでも燃えない。
・火中に投入しても燃えない。
・釘刺ししても燃えない。
・安価
つまり、「燃やそうとしても燃えない」という性能を持っています。
しかし、良いことばかりではありません。
・重い
・セル電圧が3.2V程度と１割以上低い。
・重量あたりの容量では２割程度低い。
重くて低容量・低電圧ですので、同じ性能を得ようとすると容量の大きいセルを選択
したり、セルの個数を増やす必要があり、更に重くなってしまいます。
この重さがアダとなって携帯機器やＥＶ用としてはイカモノ扱いを受けていますが、
家庭用・非常用などの重量がデメリットにならない用途ではそこそこ採用されているようです。
この安全性が見直されれば、時代がリン酸鉄リチウムイオン電池に追いついてくる日が
来ることでしょう。
リチウムイオンの危険な面が強調されていますが、実際世の中にある多くの
リチウムイオン電池は本質的な危険性を持っています。
ところが色々調べていくうちに「安全な」リチウムイオン電池なるものがありました。
「リン酸鉄リチウムイオン電池」 「LiFePO4」と呼ばれるもので、次のような
安全性を持っています。
（ラジコンで多用されるリチウムイオンポリマー電池 LiPOは全くの別物でよく燃えます（笑））
・過充電・過放電でも燃えない。
・外部ショートでも燃えない。
・火中に投入しても燃えない。
・釘刺ししても燃えない。
・安価
つまり、「燃やそうとしても燃えない」という性能を持っています。
しかし、良いことばかりではありません。
・重い
・セル電圧が3.2V程度と１割以上低い。
・重量あたりの容量では２割程度低い。
重くて低容量・低電圧ですので、同じ性能を得ようとすると容量の大きいセルを選択
したり、セルの個数を増やす必要があり、更に重くなってしまいます。
この重さがアダとなって携帯機器やＥＶ用としてはイカモノ扱いを受けていますが、
家庭用・非常用などの重量がデメリットにならない用途ではそこそこ採用されているようです。
この安全性が見直されれば、時代がリン酸鉄リチウムイオン電池に追いついてくる日が
来ることでしょう。
リチウムイオン電池 発火の原因？ [リチウムイオン電池]
こんにちは、亀仙人です。
Ｋ国製のスマホの発火で話題になっています。
当面の対策として充電の上限を60％となるようにファームウェアを変更するようです（笑）。
と笑ってしまいましたが、実はこの対策はいい線を行ってるような気がします（再笑）。
リチウムイオン電池を発熱・発火・爆発させないための安全な使い方は、先に書いたように、
・100％充電しない、過充電しない。
・高温状態で充電しない。
・急速充電しない。
・満充電状態で長期保管しない。
・完全放電しない
・高温・低温のところに放置しない。
・高いところから落としたりしない。
・釘を刺すなど物理的に貫通させない。
です。
ここで充放電に関わることが５項目も占めているように、リチウムイオン電池にとって
充放電は鬼門です（笑）。
充放電をしてはいけないわけではなくて、セルにストレスを与えないように細心の注意を
払ってそっと制御しないといけないのです。
スマホでは3.7Vの１セルのみなので、車載用のように多くのセルのバランスに
気をつけル必要はありません。
しかし、そんな場合でも「電池の容量はなるべく多く使いたい」という要求があります。
容量を増やすために大きい電池を使うよりも、0～100％の範囲をなるべく広く使えた
方が同じ容量でも多くの電力を取り出せますが、実はここに大きな落とし穴があります。
設計上のジレンマでもあります。
順に見ていきましょう。
・100％充電しない、過充電しない
なるべく多くの電力を取り出すためには限りなく100％近くまで充電したいという
欲求（要求ではない）がありますが、100％充電と過充電は紙一重ですので
電池にストレスをかけてしまうリスクは増大します。
・高温状態で充電しない
高温状態で充電すると電池にストレスがかかります。
実際には充電回路の中に温度センサも組み込まれて、慎重に充電が行われます。
・急速充電しない
急速充電できないスマホは、当たり前ですが使い勝手が悪いです（笑）。
しかし、許容される範囲内で最大の電流を流してなるべく短時間で充電したいという
欲求があります。
これも100％充電と同じで、温度を監視しながら慎重に充電電流をコントロールする
わけですが、急速充電の方が発熱も多くセルへのストレスも大きくなります。
・満充電状態で長期保管しない
スマホは放電終了で置かれるよりも充電終了で置かれる事のほうが圧倒的に多いですが、
実は満充電での放置はセルへのストレスとなります。
トータルでは、満充電あるいはそれに近い状態の時間が圧倒的に長いと思われます。
ちなみに、ファミレスなどでオーダーに使われている某社製ハンディターミナルは
オーダー時以外は常時充電スタンドに乗っていますが、１年以内にほぼ全数が
電池膨張で交換となります（笑）。
・完全放電させない
電池からなるべく多くの電力を取り出したいわけですから、放電終了電圧もなるべく
低くまで使いたいという欲求があります。
しかし、限界まで放電させようとすればするほど、セルにはストレスがかかります。
全容量放電してしまわないように放電終了するように設計します。
今回の発火の原因がセルにあるのか、充電回路にあるのか、充電ソフトにあるのかは
まだわかりませんが、リコールによる電池交換は大きな費用が発生してしまいます
（推定1400億円という噂）ので、実施する緊急対策が「（ソフトで）60％で充電終了」というのは
なかなかの良案です。
ユーザーの満足はとても得られないと思いますが。。。
Ｋ国製のスマホの発火で話題になっています。
当面の対策として充電の上限を60％となるようにファームウェアを変更するようです（笑）。
と笑ってしまいましたが、実はこの対策はいい線を行ってるような気がします（再笑）。
リチウムイオン電池を発熱・発火・爆発させないための安全な使い方は、先に書いたように、
・100％充電しない、過充電しない。
・高温状態で充電しない。
・急速充電しない。
・満充電状態で長期保管しない。
・完全放電しない
・高温・低温のところに放置しない。
・高いところから落としたりしない。
・釘を刺すなど物理的に貫通させない。
です。
ここで充放電に関わることが５項目も占めているように、リチウムイオン電池にとって
充放電は鬼門です（笑）。
充放電をしてはいけないわけではなくて、セルにストレスを与えないように細心の注意を
払ってそっと制御しないといけないのです。
スマホでは3.7Vの１セルのみなので、車載用のように多くのセルのバランスに
気をつけル必要はありません。
しかし、そんな場合でも「電池の容量はなるべく多く使いたい」という要求があります。
容量を増やすために大きい電池を使うよりも、0～100％の範囲をなるべく広く使えた
方が同じ容量でも多くの電力を取り出せますが、実はここに大きな落とし穴があります。
設計上のジレンマでもあります。
順に見ていきましょう。
・100％充電しない、過充電しない
なるべく多くの電力を取り出すためには限りなく100％近くまで充電したいという
欲求（要求ではない）がありますが、100％充電と過充電は紙一重ですので
電池にストレスをかけてしまうリスクは増大します。
・高温状態で充電しない
高温状態で充電すると電池にストレスがかかります。
実際には充電回路の中に温度センサも組み込まれて、慎重に充電が行われます。
・急速充電しない
急速充電できないスマホは、当たり前ですが使い勝手が悪いです（笑）。
しかし、許容される範囲内で最大の電流を流してなるべく短時間で充電したいという
欲求があります。
これも100％充電と同じで、温度を監視しながら慎重に充電電流をコントロールする
わけですが、急速充電の方が発熱も多くセルへのストレスも大きくなります。
・満充電状態で長期保管しない
スマホは放電終了で置かれるよりも充電終了で置かれる事のほうが圧倒的に多いですが、
実は満充電での放置はセルへのストレスとなります。
トータルでは、満充電あるいはそれに近い状態の時間が圧倒的に長いと思われます。
ちなみに、ファミレスなどでオーダーに使われている某社製ハンディターミナルは
オーダー時以外は常時充電スタンドに乗っていますが、１年以内にほぼ全数が
電池膨張で交換となります（笑）。
・完全放電させない
電池からなるべく多くの電力を取り出したいわけですから、放電終了電圧もなるべく
低くまで使いたいという欲求があります。
しかし、限界まで放電させようとすればするほど、セルにはストレスがかかります。
全容量放電してしまわないように放電終了するように設計します。
今回の発火の原因がセルにあるのか、充電回路にあるのか、充電ソフトにあるのかは
まだわかりませんが、リコールによる電池交換は大きな費用が発生してしまいます
（推定1400億円という噂）ので、実施する緊急対策が「（ソフトで）60％で充電終了」というのは
なかなかの良案です。
ユーザーの満足はとても得られないと思いますが。。。
リチウムイオン電池 最も危険な使い方？ [リチウムイオン電池]
こんにちは、亀仙人です。
某Ｋ国製スマートフォンでリチウムイオン電池に起因する事故があり、話題を呼んでいます。
それに絡めて、リチウムイオン電池の危険性と回避策について書きましたが、
世の中には敢えてその火中の栗を拾いに行っている（笑）方たちがいます。
私の知る範囲で、リチウムイオン電池を最も危険な状況に追い込んで使っているのは、
ラジコンマニア ではないかと思います。
（違ってたらｺﾞﾒﾝﾅｻｲ・・・）
特に航空系のラジコンマニアと呼ばれる人たちは、リチウムイオン電池の限界を
突き抜けたような使い方をしています。
ここでよく使われるのはリチウムイオンポリマー電池と呼ばれるものです。
シート上の素材を重ねてアルミシートでパウチしたもの、見た目はレトルトカレー
のような感じで、スマホなどに使われているものとは形状が異なります。
こんなやつです。
私は車載用にこれの親玉みたいなの（Ａ４サイズぐらいｗ）を検討したことがありますが、
しっかりケーシングしないといけないなという感じでした。
リチウムイオン電池はストレスを加えると発熱・発火・爆発の恐れがあります。
そこで、リチウムイオン電池を安全に使うための条件として
・100％充電しない。
・急速充電しない。
・完全放電しない。
・満充電状態で長期保管しない。
・高温・低温のところに放置しない。
・高いところから落としたりしない。
・釘を刺すなど物理的に貫通させない。
と提言させていただきました。
しかし、ラジコンマニアの方々の書いているＨＰを見ていると、このうちの太字で書いたものは
日常的に無視されています（笑）。
物理的な破壊以外のことがすべて行われています。
そして、発火事故もそこそこ起きているようです。
（亀仙人はラジコンマニアではありません・・・）
ではなぜこのような使い方をするかというと、
航空系では重量・容量・放電性能・充電性能が特に要求されるからです。
航空系ラジコンというのは「飛行機、グライダー、ヘリコプター、ドローン」などです。
電池も含めた機体を空中に飛ばしてその操縦技術や性能を競うのですから、
・何よりも軽くないといけない。
・瞬発力、つまり大電流が取り出せないといけない。
・大電流をより長い時間持続できないといけない。
・100％充電し0％まで全部使い切ろうとする（笑）。
・時には100％から更に充電しようとする（笑）。
・着陸後直ちに電池交換できるように予備電池を充電しておく。連続して飛行させる
ためには、複数の電池を用意して常に満充電スタンバイさせておかないといけない。
・使用したリチウムイオン電池はすぐに充電して次にスタンバイさせる必要があるので、
短時間で急速充電できないといけない。このとき大電流をぶち込めるほど良いとされる
・フルパワー状態で使用するので電池、モーターともに発熱する。
真夏の過酷な環境下でフルパワーを出すと、電池は相当な高温に晒される。
・トラブルで落下したりすると、電池にも相当な物理的衝撃が加わる。
という状況で使用されます。
すべて安全策とは真逆ですね（笑）。
「釘を刺さない」ということぐらいしか守れていません。
私はラジコンマニアを揶揄するつもりはなくて、リチウムイオン電池のことを
調べ始めたころから、実は尊敬の目で見ています。
この方たちは「自己責任」ということをよく分かっておられる。
それは拝見したＨＰの内容からもよく伝わってきます。
その上でリスクを負って性能を追求しているのです。
「リスクを負う」という言葉は世間ではよく耳にしますが、他人を巻き添えにしない
という条件下で最もリスクをとっている事例ではないかと思います。
そして、当初は無謀に見えたのですが、そういう極限を追求する使い方が、実は
リチウムイオン電池の性能・安全性・使い勝手を相当押し上げたように思えます。
私は小心者なのでこのような限界の使い方はとてもできません。
ちなみに亀仙人の設計の最低基準は、
・燃えない（笑）
・壊れない
・誤動作しない
ということですので、ちょっと相容れないですね・・・。
ｵﾁｶﾞｱﾘﾏｾﾝ
某Ｋ国製スマートフォンでリチウムイオン電池に起因する事故があり、話題を呼んでいます。
それに絡めて、リチウムイオン電池の危険性と回避策について書きましたが、
世の中には敢えてその火中の栗を拾いに行っている（笑）方たちがいます。
私の知る範囲で、リチウムイオン電池を最も危険な状況に追い込んで使っているのは、
ラジコンマニア ではないかと思います。
（違ってたらｺﾞﾒﾝﾅｻｲ・・・）
特に航空系のラジコンマニアと呼ばれる人たちは、リチウムイオン電池の限界を
突き抜けたような使い方をしています。
ここでよく使われるのはリチウムイオンポリマー電池と呼ばれるものです。
シート上の素材を重ねてアルミシートでパウチしたもの、見た目はレトルトカレー
のような感じで、スマホなどに使われているものとは形状が異なります。
こんなやつです。
私は車載用にこれの親玉みたいなの（Ａ４サイズぐらいｗ）を検討したことがありますが、
しっかりケーシングしないといけないなという感じでした。
リチウムイオン電池はストレスを加えると発熱・発火・爆発の恐れがあります。
そこで、リチウムイオン電池を安全に使うための条件として
・100％充電しない。
・急速充電しない。
・完全放電しない。
・満充電状態で長期保管しない。
・高温・低温のところに放置しない。
・高いところから落としたりしない。
・釘を刺すなど物理的に貫通させない。
と提言させていただきました。
しかし、ラジコンマニアの方々の書いているＨＰを見ていると、このうちの太字で書いたものは
日常的に無視されています（笑）。
物理的な破壊以外のことがすべて行われています。
そして、発火事故もそこそこ起きているようです。
（亀仙人はラジコンマニアではありません・・・）
ではなぜこのような使い方をするかというと、
航空系では重量・容量・放電性能・充電性能が特に要求されるからです。
航空系ラジコンというのは「飛行機、グライダー、ヘリコプター、ドローン」などです。
電池も含めた機体を空中に飛ばしてその操縦技術や性能を競うのですから、
・何よりも軽くないといけない。
・瞬発力、つまり大電流が取り出せないといけない。
・大電流をより長い時間持続できないといけない。
・100％充電し0％まで全部使い切ろうとする（笑）。
・時には100％から更に充電しようとする（笑）。
・着陸後直ちに電池交換できるように予備電池を充電しておく。連続して飛行させる
ためには、複数の電池を用意して常に満充電スタンバイさせておかないといけない。
・使用したリチウムイオン電池はすぐに充電して次にスタンバイさせる必要があるので、
短時間で急速充電できないといけない。このとき大電流をぶち込めるほど良いとされる
・フルパワー状態で使用するので電池、モーターともに発熱する。
真夏の過酷な環境下でフルパワーを出すと、電池は相当な高温に晒される。
・トラブルで落下したりすると、電池にも相当な物理的衝撃が加わる。
という状況で使用されます。
すべて安全策とは真逆ですね（笑）。
「釘を刺さない」ということぐらいしか守れていません。
私はラジコンマニアを揶揄するつもりはなくて、リチウムイオン電池のことを
調べ始めたころから、実は尊敬の目で見ています。
この方たちは「自己責任」ということをよく分かっておられる。
それは拝見したＨＰの内容からもよく伝わってきます。
その上でリスクを負って性能を追求しているのです。
「リスクを負う」という言葉は世間ではよく耳にしますが、他人を巻き添えにしない
という条件下で最もリスクをとっている事例ではないかと思います。
そして、当初は無謀に見えたのですが、そういう極限を追求する使い方が、実は
リチウムイオン電池の性能・安全性・使い勝手を相当押し上げたように思えます。
私は小心者なのでこのような限界の使い方はとてもできません。
ちなみに亀仙人の設計の最低基準は、
・燃えない（笑）
・壊れない
・誤動作しない
ということですので、ちょっと相容れないですね・・・。
ｵﾁｶﾞｱﾘﾏｾﾝ
リチウムイオン電池と原発の意外な共通点？ [リチウムイオン電池]
こんにちは、亀仙人です。
Ｋ国製のスマホのリチウムイオン電池が爆発したと報道されました。
亀仙人は車載用のリチウムイオン電池システムを一から設計したことがあり、
少しは詳しいので、解説してみます。
リチウムイオン電池は小型・軽量・高性能・高容量で、それまでの電池の性能を飛躍的に
押し上げましたが、同時に発火・爆発の危険も増大しました。
リチウムイオン電池の中は薄いフィルムで正極（＋）と負極（－）が遮られています。
そして、このフィルムを通り抜けてイオン化したリチウム原子が移動することで充電・放電
が行われます。
ところでこのリチウムイオンはなかなかの曲者で、ストレスを与えると金属リチウムが析出
（結晶みたいになる）してしまい、針状に成長する性質があります。
薄いフィルムで分離されているところに針状の金属リチウムが成長してしまうと
「ショート」が起こります。電池内部で起きてしまうショートなので、打つ手がありません。
リチウムイオン電池は、その持てるエネルギーのすべてをそこショートした部分に
集中させます。
その結果、発熱・発火そして最悪の場合には爆発します（笑）。
リチウムイオン電池が発火・爆発するのにはこのように構造的・本質的な理由があり、
長所であった高性能・高容量が裏目に出て、一気にそのエネルギーを放出してしまいます。
結論から言うと
リチウムイオン電池はストレスを受けると発熱・発火・爆発する（笑）
それは構造的・本質的なもので、そのリスクはなくならない。
これが現実です。
この現実を踏まえた上で、いかに安全に使うかという回避策を取るしかありません。
リチウムイオン電池の受けるストレスとは
・高温
・低音
・過充電
・過放電
・物理的破壊
・外部ショート
です。すごく当たり前なものです。
現状のリチウムイオン電池の制御システム（充電・放電・管理）は常にこれらの
ストレスを電池に与えないようにするために「外部的に」行うものです。
もし管理が不十分であると、金属リチウムが内部で針状に成長しフィルムを突き破った
瞬間に、このセルは内部ショートを起こし、発火してしまいます。
私は冗談でこれを 臨界 と読んでいました。
（発火させたことはありませんが）
もうおわかりだと思いますが、本質的な危険性を孕んでいて、「外部から」そうならないように
必死で制御しているもの、そう 原発 と根っこは同じなのです。
リチウムイオン電池が危ない、原発が危ないのではなくて、
それは本質的なものです。
それを必死でコントロールしてかろうじて安全そうな状態をキープしているだけなので、
ちょっとしたことで躓くと、危険な本質に飲み込まれてしまいます。
そうなってからはもうコントロールする手段がありません。
リチウムイオン電池と原発ではその規模も危険度も桁違いですが、
意外なところに共通性があることに驚きます。
今回のスマホ発火の原因は知りません（笑）が、日常的に回避できる方法がいくつかあります。
・100％充電しない。
・急速充電しない。
・完全放電しない。
・満充電状態で長期保管しない。
・高温・低温のところに放置しない。
・押しつぶしたり高いところから落としたりしない。
・釘を刺すなど物理的に貫通させない。
「外部的に」できることに限られますのでこの程度ですが、
これを気をつけるだけでも危険を遠ざけられる可能性はあります。
ﾃﾞﾊ ｺﾞｱﾝｾﾞﾝﾆ・・・
Ｋ国製のスマホのリチウムイオン電池が爆発したと報道されました。
亀仙人は車載用のリチウムイオン電池システムを一から設計したことがあり、
少しは詳しいので、解説してみます。
リチウムイオン電池は小型・軽量・高性能・高容量で、それまでの電池の性能を飛躍的に
押し上げましたが、同時に発火・爆発の危険も増大しました。
リチウムイオン電池の中は薄いフィルムで正極（＋）と負極（－）が遮られています。
そして、このフィルムを通り抜けてイオン化したリチウム原子が移動することで充電・放電
が行われます。
ところでこのリチウムイオンはなかなかの曲者で、ストレスを与えると金属リチウムが析出
（結晶みたいになる）してしまい、針状に成長する性質があります。
薄いフィルムで分離されているところに針状の金属リチウムが成長してしまうと
「ショート」が起こります。電池内部で起きてしまうショートなので、打つ手がありません。
リチウムイオン電池は、その持てるエネルギーのすべてをそこショートした部分に
集中させます。
その結果、発熱・発火そして最悪の場合には爆発します（笑）。
リチウムイオン電池が発火・爆発するのにはこのように構造的・本質的な理由があり、
長所であった高性能・高容量が裏目に出て、一気にそのエネルギーを放出してしまいます。
結論から言うと
リチウムイオン電池はストレスを受けると発熱・発火・爆発する（笑）
それは構造的・本質的なもので、そのリスクはなくならない。
これが現実です。
この現実を踏まえた上で、いかに安全に使うかという回避策を取るしかありません。
リチウムイオン電池の受けるストレスとは
・高温
・低音
・過充電
・過放電
・物理的破壊
・外部ショート
です。すごく当たり前なものです。
現状のリチウムイオン電池の制御システム（充電・放電・管理）は常にこれらの
ストレスを電池に与えないようにするために「外部的に」行うものです。
もし管理が不十分であると、金属リチウムが内部で針状に成長しフィルムを突き破った
瞬間に、このセルは内部ショートを起こし、発火してしまいます。
私は冗談でこれを 臨界 と読んでいました。
（発火させたことはありませんが）
もうおわかりだと思いますが、本質的な危険性を孕んでいて、「外部から」そうならないように
必死で制御しているもの、そう 原発 と根っこは同じなのです。
リチウムイオン電池が危ない、原発が危ないのではなくて、
それは本質的なものです。
それを必死でコントロールしてかろうじて安全そうな状態をキープしているだけなので、
ちょっとしたことで躓くと、危険な本質に飲み込まれてしまいます。
そうなってからはもうコントロールする手段がありません。
リチウムイオン電池と原発ではその規模も危険度も桁違いですが、
意外なところに共通性があることに驚きます。
今回のスマホ発火の原因は知りません（笑）が、日常的に回避できる方法がいくつかあります。
・100％充電しない。
・急速充電しない。
・完全放電しない。
・満充電状態で長期保管しない。
・高温・低温のところに放置しない。
・押しつぶしたり高いところから落としたりしない。
・釘を刺すなど物理的に貫通させない。
「外部的に」できることに限られますのでこの程度ですが、
これを気をつけるだけでも危険を遠ざけられる可能性はあります。
ﾃﾞﾊ ｺﾞｱﾝｾﾞﾝﾆ・・・
