■ 市販単電池に対する試験例
人気の高い家庭用電化製品ほど純正バッテリー以外に、互換バッテリーが多数販売されています。今回はある人気家電の純正品と安価な互換品2種類に対して過充電試験を行い、その安全性を比較しました。まずは充放電性能についてですが、すべてのバッテリーがカタログ値に対して100%の放電容量があり、十分な性能があることが確認できました。また、今回の過充電試験はUN38.3の条件を参照し、SOC 100%から開始し、2It Aの電流値で試験を開始しました。
| 【試験条件】 (UN38.3) 温度：20℃±5℃ 充電状態：SOC 100% 充電電流：2It A 最大電圧：推奨充電電圧の1.2倍 【結果】 3検体すべてで電流値2It Aでは保護機能が作動し、充電不可能であった。従って、発火、破裂は無く合格であった。以上のことから、この家電の純正品、互換性バッテリーはいずれも規格で要求される過充電試験においては問題なく合格であることがわかりました。 |
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■ 条件を変更した追加試験について
そこでさらに厳しい条件で試験を行うため、まずは電流を徐々に下げて充電可能電流を調査しました。結果、３種類とも規格規定の2It Aから下記グラフ内の電流値でそれぞれ充電可能となりました。このことから、SOC 100%かつ保護機能が正常であっても、通常の充電電流、あるいはそれより少し高い程度の電流値では過充電状態になってしまうことがわかりました。その後の挙動は下記に示すグラフの通りです。まず純正品は保護機能により推奨充電電圧プラス1V弱で充電カットオフとなり非常に安全性が高いことがわかりました。温度上昇としても5℃程度であるため、家電として安心な範囲であると思います。
互換品１は挙動こそ純正品に似ていますが、充電カットオフ電圧が高く、プラス10℃以上の温度上昇がありました。互換品２の保護機能は充電カットオフが高いようで、最大電圧となる推奨充電電圧の1.2倍付近でカットオフとなるまで約20分間も充電が可能となり、温度も外装測定で45℃まで上昇しました。
以上のことから、純正品・互換品１と互換品2とでは、保護機能に差があるようですが、今回の純正品、互換品バッテリーは保護機能を回避するような追試試験においてもすべて安全であることがわかりました。そして、上記のような追加試験条件にさらすことにより、規格規定条件では見つけられなかった各製品間の違いを見つけることができ、より厳しい条件下で安全性を比較できました。
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