リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの寿命が来た?交換前に実験してみた結果

マッキー
最近リン酸鉄リチウムイオンバッテリー充放電が不安定なので寿命?
と感じてます💦せっかく長寿命なバッテリーだけど、
この先考えると不安が残るため交換申請して返金対応に決まりました✨
手元に残ったバッテリー安定して使える日も有り
2つの実験から分解するか判断したいと思います
今回は1つ目の放電実験をお伝えします。

記事を読んで分かること

  • リン酸鉄リチウムイオンバッテリー特徴
  • 寿命かな?故障かな?と思った時の対応

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欲しい
  • リン酸鉄リチウムイオンバッテリーについて知りたい
  • リン酸鉄リチウムイオンバッテリー壊れた
マッキー
それでは「自己紹介+太陽光発電の自作」
後に本文入ります。

2019年5月から廃墟寸前な新居生活エンジョイ中「マッキー」です。

趣味

  • 「太陽光発電・蓄電池」自作設置➡貧乏生活しながら電気代を下げる
  • 「副業収入・電気代(削減した分)」太陽光発電投資する

  • 結婚
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  • 「本業・農業・副業・投資」頑張って人生豊かに過ごす

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2年目ブロガーです!

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の特徴について

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー12V100Ah

  1. 長寿命
  2. 安全性
  3. 放電能力
マッキー
まずは、リン酸鉄リチウムイオンバッテリーが
他のバッテリーより優れている事をお伝えします。

他のバッテリーと比べ長寿命

大型車用鉛バッテリー

鉛バッテリー

鉛バッテリー並列接続(軽自動車用)

  • 自動車用(エンジン始動)
    2年~4年
  • セミシールドディープサイクル(自動車用より取り出せる電気が多い)
    2年~4年
  • シールドディープサイクル(ガス発生を抑え込み液体に戻すため上記2つより長寿命)
    5年
ディープサイクルバッテリー(シールド100ah3台並列接続)
シールドディープサイクルバッテリー

リチウムバッテリー

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー600Ah(蓄電池)

  • 三元素リチウムポリマー(容量90%まで電気を取り出せるがサイクル数500と少ない)
    2年~4年
  • リン酸鉄リチウムイオン(容量90%まで電気を取り出せ充放電サイクル数2000~4000と多い)
    10年
マッキー
バッテリーの使い方によって寿命は大きく変わるよ♪
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは
使える電気の容量+回数が他のバッテリーより多くて長寿命
と言う事がわかります。

※ポータブル電源(DELTA2など)も近年3元素(3元系)リチウムから
リン酸鉄リチウムイオンバッテリー変更増えてます。

他のバッテリーより高い安全性

CHINS リン酸鉄リチウムイオンバッテリー200Ah

鉛バッテリー
(ディープサイクル含む)

太陽光発電、軽自動車バッテリー(スターティング用)を蓄電池として使ってみた

  • 希硫酸ガスの発生
  • 可燃性のある水素ガス放出
マッキー
ちょっと危険なのよ‼
シールドディープサイクルバッテリーは
完全密閉型なので安心♪

一般的なリチウムバッテリー
(バッテリーマネジメントステム管理)

「イーエフデルタ・EFDELTA」2台
発売当時のEFDELTA×2台(三元素)

セル劣化➡衝撃➡プラスマイナス接触短絡➡発火

可燃性の材料を含んでいるため、
リチウムバッテリーは発火爆発リスクがあり危険

マッキー
エネルギー密度は高く充放電BMS管理されていても
「劣化・衝撃」から起こる短絡は防げない
リチウム+他素材的に発火爆発リスク高いんです‼

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー
(BMS管理)

BLUETTI 2000リン酸鉄リチウムイオンバッテリー使用
会社用/緊急時の電源確保

結晶構造が強固で崩壊しにくい
エネルギー密度は他のリチウムより低いため、
穴が開いたり劣化しても
発熱白煙までに留まり発火爆発しなくて安全です。

マッキー
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは安全性が高い
と覚えましょう。(チタンも良いけど一般流通は見ない)
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大きな家電も動かせる放電能力

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー200Ah

鉛バッテリー

自動車用

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!

瞬間的な放電に強い能力はある
バッテリー特性上1個では、消費電力の大きな家電を長時間動かせない

マッキー
40B19バッテリー1個でも
インバーター式洗濯機動いた‼

セミシールドディープサイクルバッテリー

ディープサイクルバッテリー(セミシールド100ah3台並列接続)

瞬間的な放電に弱い
バッテリー特性上1個では、消費電力の大きな家電を長時間動かせない

マッキー
自動車用より長く放電可能だけど、
消費電力の大きな家電を動かすには個数勝負です。

シールドディープサイクルバッテリー

我が家の間取り
全部屋LED照明に使用

瞬間的な放電に弱い
バッテリー特性上1個では、消費電力の大きな家電を長時間動かせない

マッキー
セミシールドと放電能力は一緒でも長期間使えます。
放電させても充電が入り、年数使ってもヘタる感じが無い

リチウムバッテリー

イーエフデルタ・エコフローポータブル電源
ポータブル電源(三元系)

三元素リチウム
「ニッケル(Ni)/マンガン(Mn)/コバルト(Co)」

エネルギー密度も高く瞬間的な放電に強い
ポータブル電源に採用される事が多く、消費電力の大きな家電も長時間動かせる。

但し、サイクル数500回前後と少なく
徐々に電気を蓄える能力が下がる=放電能力も下がる

マッキー
毎日使い込んだら2年内で能力低下‼
レアメタル色々使って短命なのは残念です。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー12V200Ah
クリック➡Amazon

エネルギー密度は他リチウムバッテリーと比べ低いが、
瞬間的な大放電能力も十分備えてる。

消費電力の大きな家電も長時間動かせ長期間使えます。

長期間使えるとは
サイクル数の多さです。

メーカーそれぞれ記載が違うけど
「3000回前後」5年補償付きが多く、長寿命10年使えるバッテリーです。

マッキー
リン酸鉄リチウムイオンバッテリー能力
について知れたらOKです♪
それでは、私の体験談+実験お伝えします‼
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長寿命のリン酸鉄リチウムイオンバッテリーなのに
電圧が不安定

寿命かな?電圧の不安定なリン酸鉄リチウムイオンバッテリー12Vを取り外す

マッキー
1ヶ月前から
電圧計が狂う
300W~500W消費する家電動かない
充電しても蓄電しない
長寿命リン酸鉄リチウムイオンバッテリーなのに不安定です!
使っているバッテリーは「SCREMOWER 12V100Ah New Model
では少し深堀して伝えます。

【寿命かな?】電圧計が大幅に上下する

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー12V100Ah4.22V電圧不安定

電圧計が上下した時の状況

  • バッテリー内部の過充電保護が作動しない
    満充電後、電圧計の数字が一瞬「15V」まで上がり充電停止させた
  • バッテリー内部の放電保護が作動?
    正弦波インバーターが勝手に停止した後、バッテリー電圧
    「5V」へ落ちた
マッキー
急にリン酸鉄リチウムイオンバッテリー電圧が不安定になりました‼
理由はわからないけど、もう少し調査のため実験です👍

【寿命かな?】消費電力の高い家電を動かすと保護機能になる

「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
バッテリー寿命?BMS故障を判断するため電圧計を取り外す

消費電力の高い家電に選んだ洗濯機

YITRANIC正弦波インバーター定格2000W
正弦波インバーター定格2000W(ケーブル許容量100A×各2本ずつ)
  • インバーター式洗濯機(300W)
  • 扇風機(30W未満)

合計330Wくらいの消費電力

バッテリー放電➡100V昇圧+交流変換まで問題無し
扇風機は快調に動き、洗濯機もすすぎ洗い順調です。

ところが、なぜか途中から
バッテリー保護機能orバッテリー寿命?により不安定な電圧後停止する

マッキー
動かない・・・何でだろ?
そして5V・・・商用電気から充電しよかな。

【寿命かな?】バッテリー充電しても蓄電しない

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー12V専用充電器
14.6Vまで充電できる付属充電器(10Aチャージ)

専用充電器を使い充電してみた

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー過充電保護
これは別記事の画像|既に「14.7V」充電完了ランプ緑点灯(過充電でしょ‼)

バッテリー購入時に付属の充電器を使う
早速、商用電気から充電してみる。

3分で充電完了になり5V表示は変わらない!
充電しても電気の貯まらないバッテリーになりました。

マッキー
3分も充電してないと思う‼
(これじゃ4万円の電気使えない箱になる・・・💦)

原因はバッテリー内部のBMS?

寿命かな?リン酸鉄リチウムイオンバッテリー取り外し中

急なセル異常では
バッテリー電圧5Vまで落ちない

  1. バッテリー内部に接続されたBMS(バッテリーマネジメントシステム)が粗悪品
  2. 粗悪品からのはんだクラッシュによる誤作動
  3. 充放電が制限される

上記の理由から保護機能が働いて5Vになった
(セル異常ではない事を願う)

マッキー

私の購入したバッテリーは外れだったんでしょう💦
バッテリーを開封して内部を見ようと考えましたが、
高価なバッテリーなので「返金・交換」申請します。

購入先に返金・交換申請をしてみた

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを開封しようか悩み中
リン酸鉄リチウムイオンバッテリー開封しようか悩み中

Amazonに事情を伝える

  1. リン酸鉄リチウムイオンバッテリー購入して1年経過してない
  2. 寿命を迎える又は壊れるには早すぎる

上記2点+普段の使い方を伝えて
Amazonカスタマーセンターに問い合わせ「返金・交換」申請しました。

マッキー
連絡を入れ申請の答えが来るまで
半月待ったと思います。

保証期間内なので返金対応になりました

返金対応!貯金が増えた
貧乏だから返金助かった
マッキー
当たり前の結果です✨
しかも不安定なバッテリーは「送り返さなくて大丈夫」
ラッキーな展開になり返金してもらいました。

新しいリン酸鉄リチウムイオンバッテリー注文

リン酸鉄リチウムバッテリー200Ah

マッキー
とてもシンプルで放熱に強そうな外観!
注文した理由はBMSにアクセスしやすい!後は値段です✨
12V200Ahリン酸鉄リチウムイオンバッテリー¥70,000は破格の安さ♪
※2022年4月10日追記
BMS放電100Aでした!
エアコン動きますがBMS放電200Aが良いです
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寿命が来たバッテリーを交換する前に実験してみた

寿命かな?リチウムイオンバッテリーに接続していたケーブルを全部取り外し電圧を計る13.65V何故か正常

マッキー
壊れるには早すぎるリン酸鉄リチウムイオンバッテリーです!
寿命なのか?それとも特定の箇所が壊れているだけか判断するため、
自分で修理する前に実験をします。
バッテリーを安定させるため全てのケーブルを外して
最低限の蓄電池システムにします。
全てのケーブルを外した途端、バッテリー電圧13.6Vに戻りました💦
(そんな裏技みたいな方法あるんだね‼)

放電実験の準備:最低限の蓄電池システムを作る

寿命かな?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接続して家電を動かしてみる

  1. 正弦波インバーター
    SUDOKEJI1000W(付属ケーブル38SQ)
  2. リン酸鉄リチウムイオンバッテリー
    SCREMOWER 12V100Ah New Model

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放電実験:消費電力300Wの洗濯機を動かせる?

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!

マッキー
不安定になった環境を再現して洗濯機の電源入れます!
今回は扇風機同時に使いません。スタートボタンを押し動き出した✨
順調にすすぎ洗いをしていたが…洗濯が終わる5分前、
脱水に入った瞬間バッテリー落ちました💦
消費電力300Wの洗濯機動きません!

放電実験: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
28W扇風機
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
45W充電アダプター
マッキー
では、消費電力の低い100W未満
「ノートパソコン充電+扇風機」長時間使えるか実験します
洗濯機は脱水手前まで動きました!
それなら低い消費電力で長時間バッテリー放電は可能なはず!

放電実験の結果+結論

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
朝から夜まで1日中実験してみました。
扇風機+ノートパソコンは同時に深夜まで使えました!
(実験しながら扇風機で涼みノートパソコンでブログする)
「バッテリー寿命なのか?別の場所が壊れているか?」見当付きました✨
結果と結論お伝えします。

結果:消費電力の高い家電は動かない/消費電力の低い家電は動く

実験終了!リン酸鉄リチウムイオンバッテリー付属の電圧計13.2V

消費電力の高い家電なら放電できる?

洗濯機の高い電力消費は脱水中です。
インバーター式洗濯機のため、脱水中は回転に合わせ徐々に消費電力が上がる仕様です。
100W以上300W未満にバッテリー保護機能が働き停止

結果
洗濯機は動かない
(消費電力の大きな家電)

マッキー
3回チャレンジしても
駄目でした💦

消費電力の低い家電なら放電できる?

ノートパソコン+扇風機=70W(100W未満)なら
12時間放電させても保護機能が働くことなく動いた

結果
「ノートパソコン+扇風機」動く
(消費電力の小さな家電)

結果として長時間の放電は可能なため、バッテリー容量に対して家電を動かせます。
従ってバッテリーセル異常が無いと判断します。

結論:バッテリーBMSに原因がある!

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの12V100Ah仕様

マッキー
扇風機+ノートパソコン長時間使えるため、私が日常使う分では支障無いです。
バッテリー開封して修理するか悩みどころです!
結論としてバッテリー内部BMSが原因なのは確かです。
ソーラーパネル使った充電テストを行い、開封するか判断しようと思います。

【まとめ】リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの寿命が来た?
交換前に実験してみた結果

寿命かな?リン酸鉄リチウムイオンバッテリー今後の実験!ソーラーパネルで充電中

マッキー
先にリン酸鉄リチウムイオンバッテリー
「寿命+安全性+放電能力」についてまとめます。

寿命

  • サイクル数3000回前後
  • 10年使える
  • 容量90%まで放電可能
マッキー
使える電気の「容量+回数」他のバッテリーより多い
リン酸鉄リチウムイオン長寿命です。
安全性

結晶構造が強固で崩壊しにくい
エネルギー密度は他のリチウムより低いため、穴が開いたり劣化しても
発熱白煙までに留まり発火爆発しなくて安全です。

マッキー
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーは
安全性が高いです👍

放電能力

エネルギー密度は他リチウムバッテリーと比べ低いが、
瞬間的な大放電能力も十分備えてる。

消費電力の大きな家電も長時間動かせ長期間使えます。

マッキー
マッキー
「交換前に実験してみた結果」まとめます。

長寿命のリン酸鉄リチウムイオンバッテリー
なのに
電圧が不安定

  1. 電圧計が大幅に上下する
  2. 消費電力が高い家電を動かすと保護機能になる
  3. バッテリーを充電しても電気が貯まらない
  4. 原因はバッテリー内部BMS

購入先に返金・交換申請してみた

  1. 保証期間内なので返金対応になりました
  2. 新しいリン酸鉄リチウムイオンバッテリー注文

寿命が来たバッテリー
交換する前に実験してみた

最小限の蓄電池システムにして実験

  • 正弦波インバーター
    SUDOKEJI1000W
  • リン酸鉄リチウムイオンバッテリー
    SCREMOWER 12V100Ah New Model

結果
消費電力の高い家電は動かせない/消費電力の低い家電は動く

  • 洗濯機は動かない
    (消費電力の大きな家電)
  • 「ノートパソコン+扇風機」動く
    (消費電力の小さな家電)

結論
バッテリーBMSに原因がある!

寿命かな?壊れたかな?判断する今後の実験

ソーラーパネルとリン酸鉄リチウムイオンバッテリーを接続して充電する

「バッテリーセル異常・寿命・BMS故障」原因を追究するには
1度ソーラパネル+チャージコントローラーに接続して確かめます。

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー開封して調べる」これが順番かなと感じます。
開封は楽しそうですが自己責任!寿命か壊れたか判断するため、今後の実験をお伝えします。

ソーラーパネル+バッテリー接続|充放電の実験内容

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. バッテリー上部「プラス・マイナス」
    から充電可能か実験する
  2. 充電しながら放電可能か実験する

充放電が失敗したらリン酸鉄リチウムイオンバッテリー開封します

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを充電中!失敗したらバッテリーを開封する

マッキー
充放電の実験が終わり、不安定なバッテリーは必要無し!と判断したら
「開封する/リン酸鉄リチウムイオンバッテリーセルから組み上げる」
2つの記事書けたら良いなと思ってます。
※満充電を14.2V充電制限すると普通に使えるため、
セルから組み上げる記事は当分先になりそうです。
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