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が不安定なので寿命?」と思い心配です💦「返金・交換申請をして新しいバッテリー注文しました♪
安定して使える日もあるから2つの実験をして「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の特徴
  • 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が欲しい
  • 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が壊れた
マッキー
自己紹介と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
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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」と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。
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

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長寿命で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

  • 自動車用2年~4年(エンジン始動のみ)
  • セミシールド型ディープサイクルバッテリー2年~4年(自動車用より電気を取り出せる)
  • シールド型ディープサイクルバッテリー5年(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)

リチウムバッテリー

  • 三元素リチウムポリマーバッテリー2年~4年(容量の90%まで電気を取り出せるがサイクル数は500と少ない)
  • リン酸鉄リチウムイオンバッテリー10年(容量の90%まで電気を取り出せ充放電サイクル数も2000~4000と多い)
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「使える電気の容量と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。

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)

希硫酸ガスの発生や可燃性のある水素ガスを放出するため危険

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されている)

リチウムバッテリーが劣化したり穴が開くと、プラス・マイナスが直接バッテリー内で短絡し発熱する。可燃性の材料を含んでいるリチウムバッテリーは発火や爆発リスクがあり危険

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー(バッテリーマネジメントシステム管理されている)

結晶構造が強固で崩壊しにくい、エネルギー密度も他のリチウムバッテリーより低いため穴が開いたり劣化しても発火や爆発しなくて安全

マッキー
難しい話が出てるけど「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。

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

  • 自動車用瞬間的な放電に強い能力はあるがバッテリーの特性上、長時間大きな家電を動かせない
  • セミシールド型ディープサイクルバッテリー瞬間的な放電に弱くバッテリーの特性上、大きな家電を動かせない
  • シールド型ディープサイクルバッテリー瞬間的な放電に弱くバッテリーの特性上、大きな家電を動かせない

リチウムバッテリー

  • 三元素リチウムポリマーバッテリーエネルギー密度も高く瞬間的な放電に強い能力がある。大きな家電を長時間動かせる。サイクル数が少なく寿命が短い
  • リン酸鉄リチウムイオンバッテリーエネルギー密度は他のリチウムバッテリーより低いが、瞬間的な放電に強い能力がある。大きな家電を長時間動かせる、そしてサイクル数も多い
マッキー
リン酸鉄リチウムイオンバッテリーの能力について知れたらOKです♪それでは、私の体験談と実験をお伝えします
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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
一ヶ月前から「電圧計が狂ったり・300W~500W消費する家電を動かせない・充電しても貯まらない」長寿命のリン酸鉄リチウムイオンバッテリーなのに不安定な感じです!
使っているバッテリーは「SCREMOWER 12V100Ah New Model」では少し深堀してお話します。

【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ていないためか満充電した後、電圧計の数字が一瞬「15V」まで上がり一度充電を停止させた
  • バッテリー内部の過放電保護が作動していないためか正弦波インバーターが勝手に停止した後、電圧計の数字が「5V」へ落ちた

【寿命かな?】消費電力が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
バッテリー寿命かBMS故障を判断するため、電圧計を取り外す

不安定になったバッテリー

定格2000W正弦波インバーターを使い動かしていた家電は「インバーター式洗濯機・扇風機」合計300Wくらいの消費電力です。

ケーブルは許容量100Aを2本ずつ接続している。バッテリーから電気を取り出し100Vに昇圧と交流に変換する構成までは問題は無い、ところが保護機能によりバッテリーは不安定な動きをしている

【寿命かな?】バッテリーを充電しても電気が貯まらない

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー12V専用充電器

専用充電器を使い充電してみた

バッテリー購入時に付属した充電器を使い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!充電しても電気が貯まらないバッテリーになりました

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

急なセル異常でバッテリー電圧が5Vまで落ちるはずがない

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)が粗悪品かはんだ付け不良による誤作動が原因だと思ってます。

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・交換申請を出します

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を開封しようか悩み中

Amazonに事情を伝える

リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを購入して1年経過していません!寿命を迎え壊れるには早すぎます。Amazonカスタマーセンターに問い合わせ「返金・交換」の申請をしました連絡を入れ申請の答えが出るまで半月は待ったと思います。

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

マッキー
当たり前の結果ですね✨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を注文

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のリン酸鉄リチウムイオンバッテリー¥70,000は破格の安さ♪届いたらレビューします。※2022年4月10日追記「BMS放電100Aでした!エアコン動きますが、あまりオススメしません(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、バッテリー電圧は13.6Vに戻りました💦

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を入れます!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、脱水に入った瞬間に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
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
マッキー
では、消費電力の低い100W未満のノートパソコンと扇風機を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です!

放電実験の結果と結論

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。扇風機とノートパソコンは深夜まで使えました!
「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✨実験結果と結論をお伝えします。

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かせる

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

  • 洗濯機は脱水中に高い電力を消費します。インバーター式の洗濯機の為、脱水中は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する。その結果、洗濯機を動かせない
  • バッテリーセル異常が無い事と電圧計が狂ってないか確かめるため、消費電力の低い家電を長時間動かしました。結果としてバッテリー容量分、家電を動かせます。と言う事はバッテリーセルに異常は無いです!

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
扇風機とノートパソコンを長時間使えたため、私が日常で使う家電に支障はありません。バッテリーを開封して修理するか悩みどころです!
実験した結論バッテリー内部BMSに原因があることは確かです。今後ソーラーパネルを使った充電テストを行って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の寿命」についてまとめます。

鉛バッテリー

  • 自動車用2年~4年
  • セミシールド型ディープサイクルバッテリー2年~4年
  • シールド型ディープサイクルバッテリー5年

リチウムバッテリー

  • 三元素リチウムポリマーバッテリー2年~4年
  • リン酸鉄リチウムイオンバッテリー10年
マッキー
使える電気の容量と回数が他のバッテリーより多くて長寿命

鉛バッテリー(ディープサイクル含む)

希硫酸ガスの発生や可燃性のある水素ガスを放出するため危険

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されている)

リチウムバッテリーが劣化したり穴が開くと、プラス・マイナスが直接バッテリー内で短絡し発熱する。可燃性の材料を含んでいるリチウムバッテリーは発火や爆発リスクがあり危険

リン酸鉄リチウムイオンバッテリー(バッテリーマネジメントシステム管理されている)

結晶構造が強固で崩壊しにくい、エネルギー密度も他のリチウムバッテリーより低いため穴が開いたり劣化しても、発火や爆発しなくて安全

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

鉛バッテリー

  • 自動車用瞬間的な放電に強い能力はあるがバッテリーの特性上、長時間大きな家電を動かせない
  • セミシールド型ディープサイクルバッテリー瞬間的な放電に弱くバッテリーの特性上、大きな家電を動かせない
  • シールド型ディープサイクルバッテリー瞬間的な放電に弱くバッテリーの特性上、大きな家電を動かせない

リチウムバッテリー

  • 三元素リチウムポリマーバッテリーエネルギー密度も高く瞬間的な放電に強い能力がある。大きな家電を長時間動かせる
  • リン酸鉄リチウムイオンバッテリーエネルギー密度は他のリチウムバッテリーより低いが、瞬間的な放電に強い能力がある。大きな家電を長時間動かせる
マッキー
不安定になったバッテリーを「交換前に実験してみた結果」をまとめます。

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のBMS

購入先に返金・交換申請をしてみた

  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を注文

寿命が来たバッテリーを交換する前に実験してみた

  • 正弦波インバーター:SUDOKEJI1000W(付属ケーブル38SQ)
  • リン酸鉄リチウムイオンバッテリー:SCREMOWER 12V100Ah New Model
  1. 放電実験:消費電力300Wの洗濯機を動かせる?
  2. 放電実験:消費電力100W未満で長時間バッテリー使える?
  3. 放電実験の結果と結論

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かせる

  • 100W以上300W未満にバッテリー保護機能が働き停止する。その結果、消費電力の高い洗濯機を動かせない
  • 消費電力の低い家電を長時間動かしました。結果としてバッテリー容量分、家電を動かせます。と言う事はバッテリーセルに異常は無いです!

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「リン酸鉄リチウムイオンバッテリーを開封して調べる」これが手っ取り早い!開封は楽しそうですが自己責任!私は慎重に判断します。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。

ソーラーパネルとバッテリーを繋いで充放電の実験をする

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. 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を開封します

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つの記事を書けたら良いなと思ってます。
他にも太陽光発電と蓄電池の自作や設置について記事を書いてます。興味あれば見てね♪
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