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】

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中「マッキー」です。
趣味「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

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【がんばれ!元おとうさん】

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ブロガーです!

みなさんは太陽光発電を専門業者が取り付ける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と蓄電池を自作することができます。

難しそうに見える自作ですが、私でも勉強したらできました!
ソーラーパネルを数十枚揃えるのではなく、

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」から作り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。
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目次

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

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー12V100Ah

  • 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
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💦)
  1. 電圧計が狂う
  2. 300W消費する家電を動かせない
  3. 充電しても貯まらない
インバーター搭載省エネ洗濯機
洗濯機「脱水」で止まる(300W未満)
「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
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

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!寿命か故障か確かめる

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?

扇風機をソーラー発電つき蓄電池を使って長時間動かす
消費電力30W
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

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの12V100Ah仕様

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
色々紹介しないといけませんね💦

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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

太陽光発電から充電する。リン酸鉄リチウムイオンバッテリーとMPPTチャージコントローラーを接続中

  1. ソーラーパネルを使った
    太陽光発電から充電
  2. バッテリー購入時に付属する
    専用充電器を使い商用電気から充電
  3. 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
裏庭ソーラー発電✨
  1. ソーラーパネルから発電された電気を
    チャージコントローラーで受け止める
  2. チャージコントローラーで管理された電気を
    適正にバッテリーへ充電する
  3. チャージコントローラーで設定した電圧まで充電され
    バッテリーが満たされる
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♪
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専用充電器を使って商用電気から直接充電する方法

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー12V専用充電器

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

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー専用充電器10A(バッテリー購入時付属)

  1. バッテリーへ差し口を接続する
  2. 充電器コンセントを
    商用電気コンセントへ差し込む
  3. 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させて充電が始まる
  4. 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

ワニクリップ式充電器

  1. 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
  2. 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
  3. 充電器コンセントを
    商用電気コンセントへ差し込む
  4. 充電器がFANを動かし冷却、
    インジケーターを点灯させて充電が始まる
  5. 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)
基本的に我が家は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ね💦

自動車のオルタネーターから電気をもらう走行充電

走行充電器取り付け中(自動車サブバッテリーシステム)

  1. 自動車のエンジンを始動すると
    自動車用バッテリー(メインバッテリー)から電気を使います
  2. 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します
  3. 自動車用バッテリーが次回エンジンを始動できる
    電圧まで充電される
  4. 自動車用バッテリーが充電されると
    サブバッテリーへ充電される(サブバッテリー搭載車のみ)
  5. 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
走行充電器
走行充電器

ソーラー発電も対応しているハイブリッド走行充電器
ソーラー発電も対応しているハイブリッド走行充電器
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(商用電気)」2つの充電実験します。
走行充電器は過去使ってたけど、現在は取り外したため写真+説明だけです。
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実験:リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを充電してみる

太陽光発電を使ったリン酸鉄リチウムイオンバッテリー充電の実験中

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。
  1. 太陽光発電を使ってバッテリー充電してみた
  2. 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
  3. リン酸鉄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
  4. 専用充電器+大型充電器を使って
    商用電気からバッテリー充電してみた
  5. バッテリーに付属する10A
    専用充電器を使って充電してみた
  6. バッテリーに付属する20A
    専用充電器を使って充電してみた
  7. 専用じゃないけど
    大型充電器を使って充電してみた
  8. 走行充電は取り外したため
    過去の写真と説明になります
  9. 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
  10. 走行充電を搭載した理由
  11. 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してみた

ソーラーパネルから電気を充電中。現在チャージコントローラー13V

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

RENOGY/MPPTチャージコントローラー40A/13.54A発電とバッテリーへ充電をしている

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

クリック➡Amazon

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。
但し、リチウムと言っても何種類かあるため、
私は「USE」設定でリン酸鉄リチウム14.2V~14.6V(MAX)満
充電として設定中です。

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で発電打ち切ります。

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

MPPTチャージコントローラー電流4.5Aで充電している

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+大型充電器を使って
商用電気からバッテリー充電してみた

大型車に搭載された鉛バッテリーの充電器70Aまで電流を出せる

マッキー
それでは、
10A
20A
大型充電器
使って1時間バッテリーチャージします♪

バッテリーに付属する10A
専用充電器を使って充電してみた

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
(リン酸鉄リチウムイオンバッテリー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してみた

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー200Ahに付属していた専用充電器

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爆音だから覚えててね✨
14.6V20A充電器
クリック➡Amazon

専用じゃないけど
大型充電器を使って35A充電してみた

大型の充電器を使ってリチウムイオンバッテリーを充電してみた

デンゲン株式会社(HR-MAX70D)
大型車に使われるバッテリーチャージする
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
私の保有してるリン酸鉄リチウムイオンバッテリー100Ah
最大充電電流がわからないため50A未満で充電します。
(調べたら最大50A~100A充電対応みたいだね)
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

軽自動車バッテリー

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

昔乗っていた自動車に搭載した走行充電器(サブバッテリーシステム)

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

走行充電を搭載してノイズ対策キャパシター搭載
走行充電を搭載してノイズ対策キャパシター搭載してた✨
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
商用電気を使った充電方法(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

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
リン酸鉄リチウムイオンバッテリー14.6V30A充電器
14.6V30A充電器

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数種類使ってる中で、
14.2V満充電とするバッテリーも有り、毎日使ってる感じでは故障不調無しです。
リン酸鉄リチウムイオンには1セル「3.2V~3.65V」電圧があり、
リチウムイオンバッテリーの中ではエネルギー密度が低い方です。
バッテリー内部に4つのセルが直列に繋がって「12V~14.6V」が適正範囲です。
(4×3.2=12V/4×3.65V=14.6V)
100%充電するには14.6V高い電圧でチャージすると容量分充電できる。
充電が終わり放置すると
13.6V(14.2V満タイプ)~13.8V(14.6V満タイプ)で落ち着きます。
個人的には14.2V満充電が安心です。
14.6V100%充電しても、放電したら直ぐ13.4V付近まで落ちる
今回みたいに不安定な14.7Vまで充電されない

※「3.2V/12V」こちらの表現は私の使い方になり、
まだ深く放電する事も可能です。
深く放電しない理由として、
ディープサイクルバッテリー毎日使って感じた「充電しても電気を蓄えなくなる感覚」を防ぐためです。
猫ちゃん
1番低いエネルギー密度はチタン酸リチウム1セル2.4V
他のリチウムは1セル3.7V~4.2Vとかあるよ!
エネルギー密度が低い程、充放電サイクル数が多く長寿命なんです。
総称して言うと
「リン酸鉄リチウムイオンバッテリー満タンに充電するには、高い電圧が必要です」

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

電圧計ボタンOFF
電圧計OFF
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適正充電電圧範囲内に「設定できるor設定されてる」
しっかりと充電してくれ、尚且つバッテリー側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?

寿命じゃない!
リン酸鉄リチウムイオンバッテリー開封するか悩んでます

バッテリーとベビーサンダー。リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを開封しようか悩む
ディスクグラインダで切って開封しようかな?
マッキー
「充電すると過充電停止or大放電すると出力停止」バッテリー自体は寿命じゃない・・・。
どうしようかな?まだ悩んでます💦
バッテリー中身みたいな・・・どうせ実験用のバッテリーにするから開封しましょう‼
その時は開封記事を投稿するからお楽しみに♪
【開封】安い海外製リン酸鉄リチウムイオンバッテリー中身をどうぞ♪
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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】

電圧計OFFの上部端子電圧「13.0V」
電圧計ボタンOFFの上部端子電圧「13.0V」
電圧計ONの上部端子電圧「1.6V」
電圧計ボタンONの上部端子電圧「1.6V」
マッキー
また不安定になった💦ダメだこりゃ‼
それでは記事をまとめます

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー
充電方法は3つ

  1. ソーラーパネルを使った
    太陽光発電から充電
  2. バッテリー購入時に付属する
    専用充電器を使い商用電気から充電
  3. 自動車を動かす事で発電する
    走行充電

開封する前に充電実験
2つの方法を試してバッテリー寿命か確かめる

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

専用充電器/大型充電器
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

走行充電器は実験してません!
過去の体験からリチウムイオン対応を選べば問題無し

猫ちゃん
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」
使って充電する事が肝心です!
尚且つリン酸鉄リチウムイオンバッテリー専用があれば問題無し👍
マッキー
今回の実験で不安定なバッテリー、満充電にする事ができました✨
そして14.7Vになり充放電不可になりました‼
なので今後「開封/自己放電」について記事書くからお楽しみに♪
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