単4電池（一次電池）の電池容量

質問

ステッピングモータやLCD等を含むものを単4電池（一次電池）1本で駆動させる事を考えた時に、最も電池寿命が長くなる単4電池（一次電池）はどれなのか検討しています。回路内で昇圧は行います。

下記サイトでは、単4電池（アルカリ）の電池容量が900mAhとなっていますが、これが一般的な単4電池の容量と解釈して良いのでしょうか？http://www.interq.or.jp/www-user/ecw/batt.htm

色々検索してみて、オキシライドやEVOLTAの方が「長持ちする」とありました。「長持ち」ということは、こちらの方が電池容量が多く有ると言う事なんでしょうか？もし、あるとしたら、どの位なんでしょうか？
これは、内部抵抗の違いだけ？？

容量が大きければ、その分寿命も伸ばせると思いますので、電池について詳しい方がいらっしゃいましたら、教えてください。

回答No.4

candle2007 · ベストアンサー

>これが一般的な単4電池の容量と解釈して良いのでしょうか？?http://www.interq.or.jp/www-user/ecw/batt.htm?

Pana公式サイトから資料を拾ってきました。
「オキシライド乾電池」をクリックして、ZR03XJ（単４）のPDF画面を開いてください。
http://industrial.panasonic.com/www-ctlg/ctlgj/qAAC4000_JP.html

右上に「定電流連続放電」のデータがありますね？
（この画像は拡大できるので、どんどん拡大して見やすい画面にして観察してください）

この画像から電流値と時間の関係を読み取ります。
なお、終止電圧は一応0.9Vとします。
　放電電流　持続時間　　容量
　　(mA)　　　(h)　　　　(Ah)
　　　10　　　120　　　　1.2
　　 100　　　9.5　　　　0.95
　　 300　　　1.8　　　　0.54
　　1000　　　0.37　　　　0.37
300mAでは、0.54Ahとなり、0.9Ahなんてとてもとても・・・という感じです。

「放電電流が大きくなるほど、どんどん容量(Ah)が小さくなる」のが”乾電池の特徴”なのです。

話の途中ですが・・・
アルカリ電池をクリックして、LR03GWを開き、上記と同様に放電データを読み取ってみてください。
　放電電流　持続時間　　容量
　　(mA)　　　(h)　　　　(Ah)
　　　10　　　120　　　　1.2
　　 100　　　8.5　　　　0.85
　　 300　　　1.8　　　　0.54
　　1000　　　0.33　　　　0.33

両者比較すると１割程度の差しかないことがわかります。
EVOLTAのデータが見つからないので、はっきりしたことは言えないのですが、同じアルカリ系の乾電池である以上、大した違いはなく、アルカリの２割アップくらいに考えておけばよいのではないかと思います。
（オキシライドも発売されたときは、ものすごい宣伝文句でした。(^_^;)）

この質問は、投稿された日からずっと見ています。
質問の意図がはっきりしないので、「パス・・・」と思ったのですが、こまめに書き込みを入れておられること、何回も見ているうちに、回答の仕方も煮詰まってきたことから、書き込みを入れることにしました。

この問題は、
　（１）何Ｖ、何Ａの出力が欲しいのか？
　（２）どのような性能の昇圧器（DCコン）が用意できるのか？
この二つが決まらないことには、電池の選択はできません。

書き込みで「200mA」と書いておられますが、「ステッピングモーターを回す」というのだから、まさか入力側で200mAではないでしょう？
（もし入力で200mAならわたしの思い違いを謝ります。(-_-;)　ただし、そのことをはっきり書いて欲しかったです）

仮に、6Vで0.2Aを取りたいと仮定します。
　6Vx0.2A=1.2W
電池は1.6～0.9Vの範囲で使用し、DCコンの効率は70%あるものとすると、
　　1.2W/0.7=1.71W
故に1.6Vのとき　1.07A
　　0.9Vのとき　1.9A
となり、上記放電データからみて、到底単４乾電池には耐えられない容量であることがおわかりいただけるのではないでしょうか？
（提示資料を使って単３乾電池の場合をチェックしてみてください。これでも苦しいことがおわかりいただけるかと思います）

こういう大電流放電では充電池（ニッケル水素・ニッカド）の使用がおすすめです。
充電池は電流が増えても容量はあまり下がりません。
例えば公称容量[2.5Ah]というのは、５時間かけて放電したときの容量（５時間率という）なのですが、これを2.5Aで放電しても、0.9hくらいもつ（すなわち2.25Ah)という性質を持っている点が乾電池と大きく異なります。
（図８参照）
http://industrial.panasonic.com/www-data/pdf/ACG4000/ACG4000PJ2.pdf#search='ニッケル水素充電式電池 data'

公称電圧は乾電池より低いですが、放電データをご覧になればおわかりのように、乾電池でも重負荷では、1.1V以下で使用する期間が長く、むしろ充電池の方が高い電圧期間で過ごすことになります。

DCコンが何Ｖまで動作するか、というのも大きな問題です。
1.0Vあたりまでしか使えないようなら、電池は余力を残したまま捨てることになります。
しかし、わたしの知るかぎりでは、Ａオーダーの消費で0.9Vで起動するDCコンはないと思います。

また一つ忘れていましたが、モーターを回すのであれば
　（３）起動時の「突入電流」
も考慮しなくてはなりません。
DCコンがこれに対応できる余裕がなければ起動しません。

話があちこち飛び、最後に大変悲観的な結論になって申し訳ないですが、とにかく上記条件がわからないことには電池の選択は決まりません。

上記条件を詰めて再度質問されるよう希望します。

参考URL：

http://industrial.panasonic.com/www-ctlg/ctlgj/qAAC4000_JP.html

お礼

＞まさか入力側で200mAではないでしょう？
出力側です。ちゃんと書かなくてすみませんでした。
電圧は3V欲しいです。

＞どのような性能の昇圧器（DCコン）が用意できるのか？
LTC3402で検討しています。

＞「放電電流が大きくなるほど、どんどん容量(Ah)が小さくなる」のが”乾電池の特徴”なのです。
大変参考になりました。ありがとうございます。

また、その他でも様々な情報を提供していただきありがとうございました。

回答No.3

walkingdic

ステッピングモータ、ＬＣＤなどを単４、１本ということは、、、標準電圧が１．５Ｖしかないので、昇圧して３．３Ｖ又は５Ｖにして使うということでしょうか。
ＬＣＤやその周辺回路はそんなに電力はつかいませんけどモータの駆動周りはかなり電力使いますよね。となるとEVOLTAが一番いいのではと思います。オキシライドは販売中止になります。（ＥＶＯＴＡが出たので）

お礼

ありがとうございます。
EVOLTAを検討してみたいと思います。

回答No.2

heinell

電池の方式によっては、大電力を一気に引き出す場合と、小電力を長期間引き出す場合で得手不得手（結果的な容量）が変わります。

アルカリ電池の方は大電力を一気に引き出す方に向いていて、マンガン電池は小電力の方に向きます。
オキシライドはアルカリ電池よりさらに大電力寄りです。

だからデジカメの様な大電力を一気に引き出すものはマンガン電池が限りなく使用不可能だったり、
オキシライドを小電力のリモコンなどに入れるとアルカリ電池以下という事すらあります。

またオキシライドは初期状態で1.6～1.7Vと他の1.5Vの乾電池に比べて電圧が高いので、場合によっては過電圧による故障があり得ます。

また使用する機器の要求する電圧と電池の特性でも変わります。

例えば機械が電池1本あたり1.1Vを要求するとします。
1.5Vから一直線で電圧が下がるならば総寿命（？）の1/3にも満たない辺りで1.1Vを割り込み使えなくなります。
対し電池が無くなるギリギリまで電圧をキープし、最後の一瞬で一気に落ちるというタイプなら総寿命の9割の時間が使えるとも言えます。
（二次電池の多くがこの傾向）

余談。
電池のことで見て面白いサイトを紹介。
上記の常識も「一概に言えない」という実例が多々あります。

http://www.kansai-event.com/kinomayoi/

お礼

サイト見させてもらいました。
面白かったです。
そして、参考になりました。

やはり、アルカリかオキシライドかEVOLTAで考えようかと思います。

回答No.1

outerlimit

小電流で長時間動作が得意のものと
大電流動作に強いものがあります

900mAHは　大容量の方でしょう
オキシライドは大電流動作向きです
小電流動作の場合には　マンガン電池と大差無いようです（掛時計等に使用の場合等)

どの程度の電流を必要とするかで大きく変わります

必要とする電流と電池の放電特性を考慮して選択してください

補足

必要となる電流は200mAくらいです。

小電流と大電流の境界線はどのくらいになりますでしょうか？
オキシライドのほうが適してますか？？