タミヤラジコンカーのバッテリーはニッカドで決まり!?

2019年1月7日

長男のクリスマスプレゼントがタミヤのラジコンカーだったので、ラジコンカーライフがスタートしました。

そして最初にぶつかる壁として、走らせる時間をもっと延ばしたいという、至極まっとうな問題が浮上してきました。

追加バッテリーや急速充電器が欲しくなったので選定をはじめました。ネットで調べてもいまいちバッテリーのメリットやデメリットを正確にまとめてあるサイトは見つけることができなかったので備忘録としてここに整理しておきます。

初心者充電器は充電時間が長い

初心者セットに付属されていた、タミヤ純正の充電器(最もシンプルなもの)は1300mAhのニッカドバッテリー充電に4-5時間かかります。これでは1度遊んだあとに、充電して遊ぼうと思っても、夕方かもしくは翌日になってしまいます。初心者がぶつかる最初の壁だと思います。

標準充電器を急速充電器に変えるのも検討するとして、最低でもバッテリー2本は持っておきたいところです。

しかし、バッテリーの種類の多さとそのメリットデメリットについて先ず迷いました。調査した結果をまとめます。

ニッカドバッテリー(Ni-Cd)

  • 理論起電力は1.3V
  • スパイラル構造により大電流を流すことが可能
  • 放電末期まで1.2Vを維持するという放電特性をもつ
  • 1.1Vを終止電圧とするとアルカリ電池よりも放電時間は長い
  • サイクル寿命が長い(100%放電を繰り返して500サイクル以上、70%放電であれば1000サイクル以上)
  • 低温に強い
  • 放電しきらない状態で充電を繰り返すと容量が減少するメモリー効果が起こる(深く放電させることで回復可能)
  • 自己放電がおおきく1ヶ月あたり15%程度放電する
  • 有害物質のカドミウムを含んでいる

ニッケル水素バッテリー(Ni-MH)

  • ニカッド電池の代替として開発(ニッカドより小型大容量、カドミウムを含まない)
  • 交渉電圧はニッカド電池と同じ1.2V
  • 電気容量はニッカド電池の約2倍
  • 放電末期まで1.2Vを維持
  • 内部抵抗が小さく大きな電流を取り出すことが可能
  • 自己放電が大きく長期間小電流を取り出す用途には不向き
  • 放電効率は約85%
  • ニカッド電池ほどではないがメモリー効果がある
  • 深い放電(終止電圧として1.0V程度)を数回繰り返すとメモリ効果は解消する
  • 容量とサイクル寿命はトレードオフ(2000mAhで1500回が2500mAhで500回になる)
  • 放電深度を100%から70%に浅くするとサイクル寿命は3倍に延びる

リチウムポリマーバッテリー(Li-Po)

  • ニッカド電池やニッケル水素電池の約3倍の公称電圧
  • 放電末期まで高い電圧を維持
  • 重量エネルギー密度はニッカド電池の約3倍、ニッケル水素電池の約2倍
  • 体積エネルギー密度は ニッカド電池やニッケル水素電池の約2倍
  • メモリー効果が全く生じない
  • 過充電・過放電で内部素材が劣化し性能が著しく低下
  • 有機溶媒を電解液として使用しているため流出し発火する恐れがある(LiB)
  • 電解質が液体ではなくポリマー(高分子)に電解液を含ませてゲル上にしたもので電解液を使用したものに比べて安全で液漏れの心配がない (LiPo)
  • 過放電に弱く2.8V以下になると再充電できない(LiPo)
  • リチウムと水分が激しく反応するため密閉構造にする必要がある
  • 充電方法はニッカドやニッケル水素電池とは異なる制御方式が必要
  • フル充電後のトリクル充電はは電解液に不可逆な分解反応を起こす

リチウムフェライトバッテリ(Li-Fe)

  • Fe-P-Oの結合は強力で安定性が高く他のリチウムイオン電池より安全域が広い
  • 正極材料にリン酸鉄リチウム(LiFePO4)を使用するリチウムイオンバッテリーの一種
  • 他のリチウムイオン電池と比べ容量・電圧・放電率が低い
  • 他のリチウムイオン電池と比べ サイクル寿命は長い
  • リン酸鉄リチウムイオン電池とコバルト酸リチウムイオン電池の1年後のエネルギー密度は、ほぼ同程度

結局どのバッテリーがよいのか?

色々と書きましたが、まとめると

  • タミヤ純正はニッカドとリチウムフェライトのみ(ニッケル水素は一時期販売されていたようだが現在はHPに載ってない)
  • リチウム系バッテリーは軽量で継ぎ足し充電可能(メモリ効果なし)だが管理がデリケートで最悪発火などの事故の可能性がある
  • ニッカドとニッケル水素は廉価である(ニッケル水素のほうが廉価)
  • ニッカド電池は過放電・過充電に比較的強く粗雑な扱いにも耐える

結局、子供が扱うことを考えたら、安全面と管理面に知識が必要なリチウム系バッテリーは候補から消滅します。

ニッケル水素電池は大容量のものが廉価に手に入りますが、過放電に注意する必要があります。

結論:タミヤ純正のニッカドバッテリーが子供が扱うのにはよい!

ただし、大容量のニッケル水素電池も保管時に充電さえしておけば実用上あまり懸念事項はなさそうであるので、ニッケル水素電池も導入を考えていきます。

未分類

Posted by ちゅん