電池について

質問

電池の容量で「公称～mAh」というのをみますが、

(1)なぜ「公称」というのか
(2)なぜ「mAh」という単位なのか

(2)は容量の測定法なども交えて教えていただけるとありがたいです。

基本的なことですいませんが、よろしくお願いします。

回答No.7

soramist · ベストアンサー

>(1)なぜ「公称」というのか？

電圧については、「公称電圧」という規格がありますが、電流容量については、「公称電流」という規格はないと思います。
web検索したところ、いくつか検索にかかりましたが、いずれもメーカーではありませんでした。
「勝手な（自由な？）表現」ではないかと思います。

http://www.k3.dion.ne.jp/~atec/Robot/Parts/hydorgen.htm
http://www.takarabako.jp/circle/mini4wd.regyu/mini4wd.regyu.e.html

メーカーサイトでは、「容量（平均、定格）」という表現が使われています。
http://industrial.panasonic.com/www-data/pdf2/ACG4000/ACG4000CJ21.pdf

ただし、これは充電池についてです。
乾電池には、電流容量を示す規格はありません。（理由後述）

なお、わたしの不勉強かもしれません。
もしメーカーサイトで「公称電流」と表示されているページがありましたら、ご紹介ください。

>(2)なぜ「mAh」という単位なのか？

この質問は、
　1.なぜ、[A]でなくて、[mA]なのか？　という質問でしょうか？
それとも、
　2.なぜ[Wh]とかいう（エネルギー単位の）表示にしないのか？
ということでしょうか？

前者であれば、「どちらでもよい」と思います。
ただ、[mAh]という方が大きくてカッコいいからではないでしょうか？
後者であれば、「それも一理ある」と思います。
出来ないことではないと思います。
ただ、これを言い始めると、いろんな議論が出てきますので、詳細には触れません。
別質問で上げてください。

それでは、容量測定方法について述べます。

乾電池と充電池では、方法が違います。（性能も）
乾電池は一般に「定抵抗法」という方法が使われます。
（最近では「定電流法」も一部使われるようになった）
http://industrial.panasonic.com/www-data/pdf2/AAC4000/AAC4000CJ31.pdf

Panaのアルカリ単３ですが、「公称電流」という表現はありませんね。
代わりに「平均持続時間」という規格があります。
「標準放電カーブ」のグラフを見てください。

最初は「1Aの定電流で、１分間に１０秒ごとの間欠放電」を行った場合です。
その右は「3.9Ωの定抵抗で、１日に１時間の間欠放電」を行った場合です。
その他種々の条件で放電（延べ）時間を記録しています。
（注　右上に条件が表示されていますが、「終止電圧」は実際と違いますね。　これはメーカーデータですから、わたしには責任がもてません。(^_^;)）

次に充電池の規格を添付します。
（初期のころの単３ニッケル水素と思います。今ではこんなに容量の小さい単３はありません）
http://industrial.panasonic.com/www-data/pdf2/ACG4000/ACG4000CJ21.pdf

「放電特性の例」というグラフを見てください。
上段は300mA(0.2lt)で連続放電した場合です。
[0.2lt]というのは、定格容量の1/5のことです。
「５時間率」とも言います。

充電池は一般に、５時間かかって放電するときの容量（Ah=全容量）を「定格容量」といいます。
したがって、５時間率で放電するのが、一般的な測定法なのです。
（鉛電池もそうです）

ここで、ちょっと下の図を見てください。
実線は1.5Aで放電したとき、点線は3Aで放電したときですが、1.5Aのとき、約57分もっていますから、電流容量は[1.425Ah]と計算されます。
また、3Aのときは約27分もっていますから、[1.35Ah]と計算されます。

このように、充電池は、「負荷が変わっても電流容量はあまり変わらない」という特徴を持っています。
ですから、「充電池は電流容量でその性能が（ほぼ）表現できる」ことになります。

一方、乾電池はどうでしょうか？
上記の乾電池の放電データを積算してみてください。
放電条件によって、容量が大幅に変わることがお分かりになるかと思います。

ですから、「乾電池は電流容量で能力を表現することは困難」なのです。

参考URL：

http://industrial.panasonic.com/www-data/pdf2/ACG4000/ACG4000CJ21.pdf

回答No.8

soramist

ANo.7です。
すみません。
このURLを２回使ってしまいました。同じものです。
http://industrial.panasonic.com/www-data/pdf2/ACG4000/ACG4000CJ21.pdf

なお、容量測定時の「終止電圧」については、
（前例のpanaデータはめちゃくちゃでしたが・・・(^_^;)）
一般には、
(1)重い負荷の時は[0.9V]
(2)軽い負荷では[1.0V]、
(3)極めて軽い負荷のときは[1.1V]
を終止電圧にとります。
（理由は、それぞれこの電圧になったとき以降は、急速に電圧が低下するので、
それ以上やっても意味がないから・・・です。
充電池の放電カーブをご参照ください）

蛇足ですが、「公称電圧」についてのWikipediaを貼っておきます。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%85%AC%E7%A7%B0%E9%9B%BB%E5%9C%A7

お礼

私の基本的な質問に対しここまで丁寧に説明して頂けるとは思いませんでした。多謝です。今からリンクなどもよく読んでみて、参考にさせて頂こうと思います。

回答No.6

a-saitoh

電池の容量は1個1個違います．また二次電池の場合は使ってゆくにつれて減りますし，一次電池でも製造してから使われるまでにどれだけ店頭で放置されたかによって容量が減ったりします．また，何Vまで電圧が下がった時点で放電しつくしたかと見なすかで，容量値は変わってしまいますし，放電電流でもかわります．
1000mAhの公称容量の電池は100mAで10時間放電できると期待できます．でも，10Aで0.1時間は持たないでしょう．　mA　と　hは交換できないのですが，そこにも目をつぶって，1つの数値で容量を表しているから「公称」なのです．

なお，小数点があると景気が悪いので，小型の電池では　0.8Ahというよりも　800mAhという表記をするのだと思います．車のバッテリなどでは　Ahという単位を使っていますよ．軽トラ用で40Ahとか．

お礼

わかりやすい説明ありがとうございました。

回答No.5

mii-japan

#3の補足
理想的には
＞１ｍAで使うと、１０００時間持つけど、１０００ｍAで使うと、1時間

ですが、現実には電流が多いほどmAhは小さくなります
普通は　20時間率とか10時間率とか言って

100mAで10時間あるいは50mAで20時間　を　1000mAhと称します

ですが、500mA流すと2時間は持ちません、１～1.5時間です
逆に10mAならば100時間以上持ちます
それが、公称と称する所以です
さらに最終電圧を何Vとするかでも容量は変わってきます

時間率と最終電圧は容量を表示する場合規定されているはずです

お礼

補足していただきありがとうございました。

回答No.4

sanori

＃１の者です。
いえ、大間違いではないです。
エネルギーの考え方は、むしろ大正解です。

乾電池でも「大容量」という表現は実際使います。
充電できるタイプであれば、充電したエネルギーのｍＡｈの分、使用できます。

また、
公称は、ばらつきが主因であるとするのは大間違いで、日本が開発した乾電池の技術は優秀であり、製造ばらつきも極めて小さいです。
最も単純な例では、電池の内部抵抗により、大電流で使うほど、抵抗の直列つなぎの内部抵抗成分は大きくなりますから、電池の電圧は小さく見えます。

お礼

回答＆補足ありがとうございます。いろいろな方のご意見を参考にして自分なりに納得していきたいと思います。

回答No.3

eqw-102

１ｍAで使うと、１０００時間持つけど、
１０００ｍAで使うと、1時間でぶった切れるから。

お礼

ありがとうございます。

回答No.2

noname#26171

＃１の方の（２）についての説明は大間違いです。信用されないように。
ご質問の電池は、充電タイプの電池と思われます。
だとしますと、仮に５００ｍＡｈと表示されている場合、
満充電の状態から５００ｍＡの電流を流すと１時間でなくなる、という意味です。同様に、１００ｍＡ流すと５時間という事になります。
（実際はそこまで単純ではありませんが）
「公称」については、多少のばらつきがあるためです。

お礼

早い回答を頂きありがとうございました。

回答No.1

sanori

（１）
主な理由は、使い方によって電圧が変わるからです。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%85%AC%E7%A7%B0%E9%9B%BB%E5%9C%A7

（２）
電圧は決まっているので、それにアンペアをかければ、ワットになり、
ワットに時間をかければ、できる仕事の量（エネルギー）です。
（ちなみに、電力料金の明細見ると、キロワットに時間をかけたものに対して課金されていることが分かります。）

しかるに、
何故、アンペアにミリなどという邪魔な面倒くさそうなものがつくのか？

実は、
アンペアという単位は、数アンペア程度でも、人体に流れると危険なほど大きな電流値なのです。
現実の電気製品には、アンペアの単位で表現すると、ゼロの下に小数点がついて、さらに・・・という数字になるような電流しか流れません。
だから、ミリを付けたほうが「便利」であり「親切」なのです。

（電力料金でも、ワットに秒をかければジュールになって簡単なのに、わざわざｋＷｈにしているのは、そういう理由です。蛍光灯や冷蔵庫つけて、数秒で消す人は、あまりいませんから（笑））