寿命かな？開封前に実験！【リン酸鉄リチウムイオンバッテリー充電方法】

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マッキー

最近「リン酸鉄リチウムイオンバッテリーが不安定なので寿命？」と思い前回、放電実験しました。2つの実験をしてバッテリー開封するか判断したいと思います✨今回は2つ目の充電実験！色々な充電方法についてお伝えします。

記事で分かること

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー充電方法
寿命かな？故障かな？と思った時の判断

記事を読んでもらいたい人

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーが欲しい人
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーについて知りたい人
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーが壊れた人

マッキー

「自己紹介＋太陽光発電の自作」について伝え、本文に入ります。

2019年5月から廃墟寸前な新居生活をしてる「マッキー」です。
趣味は「太陽光発電と蓄電池の自作設置しながら、電気代を下げる事です」

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超特化(BLUETTI)ポータブル電源＋拡張バッテリー|電気代削減ブログ
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雑記(放置中の経験アウトプット)3つの仕事【副業・本業・農業】
特化(本サイト)【太陽光発電・蓄電池】自作
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日記(アメブロ)電気代節約ブログ

「ブログ・人生」
リライト中のブロガーです！

みなさんは「太陽光発電を作る方法は専門業者のみ」とばかり思っていませんか？
実は一般の方でも太陽光発電・蓄電池を自作することができます。難しそうに見える作業ですが私でも勉強したらできました！

ソーラーパネル数十枚揃える規模ではなく、一枚からできる「小さな太陽光発電所」

自動車用バッテリーから作る「小さな蓄電池」から始めると良いでしょう✨

太陽光発電を自作で始める方へ
大切なことは「接続方法」を覚え、太陽光発電の「知識」を豊富にすること

私の場合、第二種電気工事資格が必要ない30V未満で太陽光発電システムを組んでいます。室内配線は資格所有者と一緒に設置しました。

ソーラーパネル自作設置

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1 リン酸鉄リチウムイオンバッテリーが不安定になり寿命を疑う
- 1.1 開封前に放電実験をする
- 1.2 放電実験の結果
2 リン酸鉄リチウムイオンバッテリー充電方法について
3 実験：リン酸鉄リチウムイオンバッテリー充電やってみた
4 寿命じゃない！色々な充電方法を試した結果
5 まとめ|寿命かな？開封前に実験！【リン酸鉄リチウムイオンバッテリー充電方法】

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーが不安定になり寿命を疑う

開封前に放電実験をする
放電実験の結果

マッキー

それでは前回の実験を簡単におさらいします。

寿命かな？バッテリー不安定な症状

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー12V100Ah4.22V電圧不安定 — 電圧計5V未満(おかしい💦)

電圧計が狂う
300W消費する家電を動かせない
充電しても貯まらない

「寿命かな？リン酸鉄リチウムイオンバッテリー12V」保護機能が働き電圧計も取り外す — 蓄電しないため電圧計外した

マッキー

いつも通り使えない(充電不可＋中途半端な放電)なので、太陽光発電からリン酸鉄リチウムイオンバッテリーを切り離して、最小限のシステム「バッテリー＋正弦波インバーター」に組み替えて実験です。

開封前に放電実験をする

マッキー

バッテリー開封しようか悩んでるため、放電実験しました。

放電実験①
消費電力300W洗濯機動く？

インバーター式洗濯機！リン酸鉄リチウムイオンバッテリーと正弦波インバーターを使った実験！ — 今度は動くかな？

放電実験②
消費電力100W未満で長時間バッテリー使える？

ノートパソコンをソーラー発電つき蓄電池を使い充電しながら動かす — アダプター充電45W

マッキー

放電実験①最小限システムに変更したら動くか？⇒いつも通り使える？
放電実験②セル異常有る？無い？確認⇒長時間放電できたらBMSを疑う

放電実験の結果

マッキー

充放電が不安定なリン酸鉄リチウムイオンバッテリー、放電実験した結果このようになった。

消費電力の高い洗濯機(300W)などは動かない
消費電力の低い100W未満の家電は長時間動く

バッテリー内部BMSが放電制御してるみたいです！

マッキー

詳しい内容は「あわせて読みたい記事」からどうぞ♪寿命か判断するため、今回は充電実験を始めます！・・・その前に充電方法について色々紹介です。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー壊れたけど返金対応に喜んだ話し

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リン酸鉄リチウムイオンバッテリー充電方法について

ソーラーパネルを使った太陽光発電から充電
バッテリー購入時に付属する専用充電器を使い家庭用コンセントから充電
自動車を動かす事で発電する走行充電

マッキー

大まかに3つの充電方法があります。もう少し詳しく充電方法説明します。

太陽光発電に組み込んだ充電方法

寿命かな？リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの実験！ソーラーパネルで充電中 — 【2023年|裏庭活用】ベランダ規模の小さな太陽光発電diy

ソーラー発電された電気をチャージコントローラーで受け止める
チャージコントローラー内に入った電気は、バッテリー充電に最適な電圧に制御され送られる
チャージコントローラー設定による電圧までバッテリー充電すると満充電になる

マッキー

簡単に太陽光発電⇒バッテリー充電の流れを書くとこんな感じ✨バッテリーへ充電する電圧はチャージコントローラー側で設定です👍バッテリー種類によって満充電電圧が異なるから調べてね♪(バッテリー推奨設定チェックです)

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猫ちゃん早速、Li Time(Ampere Time)リン酸鉄リチウムイオンバッテリー借りて、マッキーさん何作るんです…

専用充電器を使って直接充電する方法

バッテリー購入時に付属している
専用充電器は2種類

バッテリー挿し口一体型

バッテリーへ差し口を接続する
充電器コンセントを家庭用コンセント(買電)へ差し込む
充電器FANが動きアダプター(充電器本体)冷却
インジケーター点灯により充電が始まる
充電が終わるとインジケーターの色が変わり冷却FANも停止する

ワニクリップ式

バッテリー端子プラスへワニクリッププラスを挟み込む
バッテリー端子マイナスへワニクリップマイナスを挟み込む
充電器コンセントを家庭用コンセントへ差し込む
充電器がFANを動かし冷却する
インジケーター点灯により充電が始まる
充電が終わるとインジケーターの色が変わり冷却FANも停止する

マッキー

ワニクリップ式が一般的だよ♪バッテリー挿し口一体型は、稀に上部放電端子から充電不可な場合もあるから気にしてね！(近年は改善されてる)我が家は基本的に太陽光発電からバッテリー充電してるため、参考記事無くてごめんなさい💦

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー12V200ah充電

2023年NEW記事

【LiFePO4専用12V20A充電器】アンペアタイムバッテリー使ったチャージ方法

自動車のオルタネーターから電気をもらう走行充電

自動車のエンジン始動すると自動車用バッテリー(メインバッテリー)から電気を使う
自動車が走行するとオルタネーター(発電機)から自動車用バッテリーへ充電する
自動車用バッテリーが次回エンジン始動できる電圧まで充電する
メインバッテリーが不足なく充電されるとサブバッテリーへ充電される
サブバッテリーまで充電されると、オルタネーターは発電を弱めエンジン回転数も安定する

マッキー

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー充電方法を理解できたかな？それでは「太陽光発電・専用充電器(買電)」2つの充電実験します。走行充電器は過去使ってました。現在は取り外しのため「画像＋説明」です。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーデメリット克服する考え方

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実験：リン酸鉄リチウムイオンバッテリー充電やってみた

マッキー

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーに限らず、リチウムバッテリーは急速充電が可能です。バッテリーマネジメントシステムの「受け入れられる電流」を確認すること！私のバッテリーは最大充電電流の記載が無いので慎重に充電します。

太陽光発電を使ってバッテリー充電
リン酸鉄リチウムイオンバッテリー対応しているコントローラー使った充電
リン酸鉄リチウムイオンバッテリー対応してないコントローラー使った充電
専用充電器+大型充電器を使ったバッテリー充電
バッテリー購入時に付属していた10A専用充電器を使った充電
バッテリー購入時に付属していた20A専用充電器を使った充電
専用じゃないけど大型充電器を使った充電
走行充電は取り外したため過去の画像＋説明
体験談|走行充電を取付けてサブバッテリー組んだオーディオの説明
走行充電を搭載した理由
走行充電+サブバッテリー搭載してエンスト回避！オーディオ好調です♪

太陽光発電を使ってバッテリー充電やってみた

マッキー

リチウムイオンバッテリーへ
・対応しているチャージコントローラー
・対応してないコントローラー
使って充電します♪

リチウムイオンバッテリー対応しているコントローラー使った充電

MPPTチャージコントローラーRENOGY 40A
リチウムイオンバッテリー対応

RENOG MPPTチャージコントローラー「リチウムイオンバッテリー対応表示」 — **「LI」リチウムイオン対応表示**

マッキー

「LI」表示が本体にあれば簡単にリチウムイオン対応か見分けられます。画像はバッテリータイプ切り替えたLI表示です♪1時間ソーラーパネル+チャージコントローラー接続して充電しました。結果は問題なく太陽光発電から満充電できます。

リチウムと言っても何種類かあるため、私は「USE設定」ブースト14V充電として設定中です。

充電制御電圧14.6V超えない様に！フロート13.8Vブースト13.8Vイコライザー14Vリン酸鉄リチウムイオンバッテリー推奨設定(イコライザーいらないような気もする💦ブースト低いと蓄電少ない感じがする…3年使った感想です。お任せですが、バッテリーマニュアルに記載有る推奨設定守りましょう)

充電状況(SOC)

9.5V⇒0%
10.8V⇒1%
12.8V⇒10%
12.9V⇒20%
13.0V⇒30%

13.1V⇒40%
13.2V⇒70%
13.3V⇒90%
13.4V⇒99%
13.5V⇒100%

マッキー

発電が終わった後は13.5Vまで下がり満充電です。ちなみにMPPTチャージコントローラーRENOGY 60Aタイプは「20A・40A」タイプと比べて0.1Vずつ細かく設定可能なためおすすめです✨(20A・40A0.2Vずつしか数字を変えられない。この差はデカい！)

リチウムイオンバッテリー対応していないコントローラー使った充電

リチウムイオンバッテリーに対応していないチャージコントローラー充電設定はMAX14.5Vにする — 14.5V設定まで制御可能

MPPTチャージコントローラー
iSunergy 40A
リチウムイオンバッテリー対応してない

マッキー

説明書も英語だし、正直言って対応してるかしてないかわからない！でも、14.5Vまでしかチャージしないから未対応です。満充電にならないけど充電できます✨
但し、14.5V制御が効かない場合が有り瞬間14.7Vチャージされるため、使わない方が無難です。

専用充電器+大型充電器を使ったバッテリー充電やってみた

マッキー

次は、下記順番に1時間ずつバッテリーチャージやってみます♪
・10A充電器
・20A充電器
・大型充電器

バッテリーに付属する10A専用充電器を使って充電やってみた

専用充電器をリン酸鉄リチウムイオンバッテリーに接続して充電を始める — 電圧計付いてて便利♪現在充電中「13.4V」

容量100Ahバッテリー購入時に付属する
リン酸鉄リチウムイオンバッテリー専用充電器10Aタイプ

購入時に付属したリン酸鉄リチウムイオンバッテリー専用充電器、充電中はLEDが赤点灯 — **充電中はアダプターLEDは赤点灯**

マッキー

さすが専用充電器です✨繋いでコンセントに差し込むだけで簡単充電！バッテリー容量カラ状態なら約10時間で満充電になる(100Ahの場合)注意点として、バッテリー差し込み部分やアダプターに熱が発生する(差し込み部触れない程熱い💦)充電は問題なく14.6VまでOKです。長時間充電するため放熱対策しましょう♪(扇風機で冷やすなど)

バッテリーに付属する20A専用充電器を使って充電やってみた

容量200Ahバッテリー購入時に付属する
リン酸鉄リチウムイオンバッテリー専用充電器20Aタイプ

200Aリン酸鉄リチウムイオンバッテリー購入時に付属した充電器ワニクリップ式 — ワニクリップ個別配線なので安心感がある♪

ワニクリップ式充電器を使ってバッテリーチャージ中 — 14.6V20A充電なので5時間で満充電です♪

マッキー

10A充電器より2倍以上サイズアップ(大きい)熱を発散しやすい余裕ある外見+配線なので安心です✨ワニクリップを挟み込みコンセント差し込んだら充電開始です！ケーブル発熱も無く14.6Vまで充電できます。(個人的には一番オススメかも👍)
※正弦波インバーターor充電器って個体が大きくなれば冷却ファンの音大きくなるから覚えててね✨

「充電器・バッテリー」詳細コチラ

専用じゃないけど大型充電器を使って35A充電やってみた

デンゲン株式会社(HR-MAX70D)
大型車に使うバッテリーチャージ70Aタイプ充電器

電圧電流アナログメーター(12V車設定35A~40A充電) — アナログメーター見えにくい💦(12V車設定35A~40A充電)

マッキー

保有してるリン酸鉄リチウムイオンバッテリー100Ahの最大充電電流がわからないため50A未満で充電します。(最大50A～100A充電対応みたい)充電器のダイヤルを半分回して35A~40A充電します✨大型の充電器を使って問題なく充電できました！
但し、リン酸鉄リチウムイオンバッテリー対応ではありません！テスター使ったら13.9V充電でした、なので満充電にならないようです。

走行充電は取り外しました。過去の写真と説明

マッキー

カーオーディオが大好きで過去に改造しました✨
サブバッテリー搭載して走行充電も一緒に組んだシステムです！

体験談|走行充電を取付けてサブバッテリー組んだオーディオの説明

マッキー

部品を買って1度に仕上げました✨オルタネーターは純正品のままです！オーディオシステムは下記です。(5年以上前の話しだから正直忘れかけてる💦)

電源|純正オルタネーター＋40B19バッテリー(充放電)
パワーアンプ|300W～500W×3台
スピーカー|80W×8台

走行充電を搭載した理由

マッキー

4チャンネル8個スピーカー+3枚パワーアンプ搭載したら、信号待ちでエンジン停止！車の電気が不足です💦そのため、サブバッテリー+走行充電器システム取り付けしました。

走行充電+サブバッテリー取付けてエンスト回避！オーディオも好調です♪

自動車の後部座席、足元へ走行充電器とサブバッテリーとキャパシターを収納してパレットを引く — 後部座席⇒助手席側下へ搭載

マッキー

シールド性の高いRCAケーブル接続、キャパシター各所配置する事でノイズ対策👍走行充電を使ったサブバッテリーシステム完成になり、信号待ちでもエンジン停止しません✨オーディオ音量を上げてもエンストせず、好調に音楽鳴りました✨バッテリー追加して走行充電が機能してる証拠です！それでは、本編に戻ります。

寿命じゃない！色々な充電方法を試した結果

実験終了。リン酸鉄リチウムイオンバッテリー満充電14.6V超えた‼ — あれ💦「14.7V」専用充電器…過充電してないか？

マッキー

・太陽光発電から充電する方法
・家庭用コンセント(買電)を使った充電方法(専用充電器/大型充電器)
2つの充電+過去の走行充電の話お伝えしました！結果まとめます

太陽光発電から充電した場合

リチウムイオンバッテリー対応チャージコントローラー

バッテリー容量分充電できる

リチウムイオンバッテリー対応してないチャージコントローラー

チャージ可能だがバッテリー容量分充電できない(バッテリー内部基盤が壊れる恐れも有る)

専用充電器・大型充電器を使って充電した場合

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー専用10A充電器

長時間掛かるけど容量分充電できる

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー専用20A充電器

10A充電器より早く容量分充電できる

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー対応してない大型充電器

電流を上げると20Aより早く容量8割まで充電できる(と思う)

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー充電には
「専用充電器・リチウムイオン対応チャージコントローラー」使いましょう！

マッキー

走行充電器はリチウムイオン対応選べば問題無し♪

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー充電するには高い電圧が必要

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー充電直後の電圧14.2V — 充電コネクタ取り外し直後14.2V

マッキー

リン酸鉄リチウムイオン色々な種類を使ってる中で、チャージコントローラーを設定する前「14.2V・14.4V・14.6V」満充電とするバッテリーがあります。これはバッテリーメーカーによるBMS設定だと感じました。(もし勘違いならすみません)

太陽光発電⇒チャージコントローラー⇒バッテリー充電

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー内1セルには「3.2Vから⇒3.65Vまで」電圧が入り、4つのセルが直列に繋がって「12.8Vまで放電⇔14.6Vまで充電」を繰り返す。

容量に対して90％充放電を繰り返し行えて、他のリチウムイオンバッテリーよりエネルギー密度は低い方だが、使える回数が大きく変わる(リン酸鉄の方が多い)

但し、充電制御範囲内14.6Vチャージすると100%充電できる反面リスクが伴います。

充電しながら放電する場合
制御範囲内14.6Vの状態で負荷をOFF(正弦波インバーターなど)する時に、制御範囲を超え15Vまで上昇⇒バッテリー充放電機能ストップした経験が有り、推奨設定を守る必要性を強く感じました。

マッキー

充電制御範囲を下げると言う事は、バッテリー充電する量が減ります。体感的にも感じるくらい電気が入りません。でもリン酸鉄リチウムイオンバッテリーが壊れるよりマシです。推奨設定は必ずチェックです。

猫ちゃん

要点まとめると
・充電器によるバッテリーチャージは制御範囲内の高い電圧に加えて、上下の少ない安定した充電が可能ですね♪
・太陽光発電からリン酸鉄リチウムイオンバッテリーチャージする場合は、高い電圧が必要だけど注意が必要だね♪

※2023年リン酸鉄リチウムイオンバッテリー使用3年経過のため書き直してみました。

リチウムイオンバッテリーに対応している「チャージコントローラー・専用充電器・走行充電器」使って充電しましょう

電圧計ON、電圧表示が点灯しない（また不安定になったリン酸鉄リチウムイオンバッテリー） — **電圧計ON！電圧表示が点灯しない(また不安定になった💦)**

マッキー

リチウムイオンバッテリー対応しているチャージコントローラー/専用充電器/走行充電器であれば、リン酸鉄リチウムイオン充電制御範囲内に「設定できるor設定されてる」ため、しっかりと充電してくれます。そして、バッテリー側BMS(バッテリーマネジメントシステム)で充放電を見守ってくれるため安心です。

猫ちゃん

リチウムイオンバッテリーに対応していない「チャージコントローラor充電器」だとリン酸鉄リチウムイオンバッテリー満充電にできないって事だね♪できたとしてもバッテリー不調になる可能性もあるって事ですね♪結局マッキーさんのリン酸鉄リチウムイオンバッテリー絶不調だけど開封するの？