電動工具に適した充電池は、リチウムイオン、ニッケル水素（ニッカド？）のいずれでしょうか

質問

電動工具（主にドリルドライバーや、１台３役のマルチツールなど）に適した充電池は、リチウムイオン、ニッケル水素（ニッカド？）のいずれでしょうか？
メモリー、自然放電の点で、リチウムイオンに軍配が上がると思っていたのですが、ホームセンターの店員さんに、「ニッケル水素の方がパワーが上」と言われ、わからなくなってしまいました。
店員さんの説明は少々わかりにくく、この場合のパワーが意味するところも良くわかりませんでした。
どなたか、簡単に解説していただけないでしょうか？

回答No.2

x530 · ベストアンサー

まず、電動工具について考えて見ます。
電動工具の主要部品は直流電動機（モーター）です。
直流モーターは固定磁石とコイルの反発力を応用して回転力を得ます。
コイルは、ただの電線を巻いたものです。
直流モーターは回転を開始する瞬間に最大の電流が流れます。
言い方を換えると、瞬間的に如何に大きな電流を供給できるかが鍵です。
回転が開始時の瞬間だけに最大電力が発生し、その後は負荷により一定の電力に落ち着きます。

電動工具の使用状態を考慮しながら、こちらのページのＱをご覧ください。
http://www.trsg.jp/hpgen/HPB/entries/8.html
Q7) ニッケル水素電池セルの瞬間最大放電電流は？
Q8) ニッケル水素電池セルの最大放電電流は？
Q9) リチウムイオン電池の最大放電電流は？

・電動工具のスイッチは、チョン・チョン・チョンと短い時間、瞬間的にスイッチを入れる事が多いと思います。
・電動工具は、ドライバーにしろ、ドリルにしろ、連続してスイッチを入れる時間は２０分未満だと思います。
以上のような使用方法で、もっともハイパワーな出力を得られる電池はニッケル水素電池なのです。
一般的に考えられている容量などの仕様以上の能力を発揮します。
反面、自己放電率はニッケル水素電池の欠点です。

瞬間最大電力よりも、定格電力を長時間にわたり安定して出力ことが求められるノートパソコンやビデオカメラなどにはリチウムイオン電池のほうが向いているということだと思います。
直流モーターとノートパソコンでは、求める電池の性能が違うという事です。

お礼

ありがとうございました。参考になりました。
参考URLを見てみましたが、
ニッケル水素は、
数秒間なら５～１０倍、１０～２０分なら３～５倍、
一方リチウムイオンは、
瞬間なら３倍、連続した放電なら１倍
の電流（仕様に対して？）を供給できるという
解釈で正しいのでしょうか？

回答No.4

watico

＞内部抵抗というのは良くわかりませんが、たとえば同じ１２Ｖのバッテリーでも動作がちがうのでしょうか？

内部抵抗は”電流の取り出しにくさ”との表現が出来るでしょうか。
例えば１２Ｖのバッテリーがあったとします。
動作していない（電流を流していない）ときに１２Ｖであったとしても。動作しているときの電池電圧は降下します、１１Ｖや１０Ｖになってしまいます、取り出している電流[Ａ]が大きいほどたくさん降下し、この降下の程度を内部抵抗と云います。どんな種類の電池でも必ずこの様なことが起こりますが、この電圧降下の程度（内部抵抗）が電池の種類によって違います。
　「１２Ｖバッテリーだと思って、いざ使い始めたら５Ｖしか無かった」では意味がないので、電動工具など大きなパワーを要する機器には（内部抵抗の小さい）ニッケル水素が適しています。携帯電話など、微弱電流で長時間掛けてチビチビと電気を使う機器には（内部抵抗が大きくても軽量な）リチウムイオンが適しています。

お礼

自分でもさらに調べて、内部抵抗というものが少しずつわかってきました。
漠然と「パワー」のような概念で理解していたものの中に、電池の容量（Ａｈ）、それに内部抵抗が影響してくるのですね。
皆さんのおかげで、とても勉強になり、さらに勉強していくきっかけになりました。
ありがとうございました。返信が遅れてすみません。

回答No.3

x530

> ニッケル水素は、
> 数秒間なら５～１０倍、１０～２０分なら３～５倍、
> 一方リチウムイオンは、
> 瞬間なら３倍、連続した放電なら１倍
> の電流（仕様に対して？）を供給できるという
> 解釈で正しいのでしょうか？

その通りです。
電池自体の総電力量（総容量）はニッケル水素電池よりもリチウムイオンのほうが大きいです。
例えるならば、水量＝電池容量／穴の直径＝定格出力
リチウムイオン電池は、容量３リットルの金属缶に直径１ｃｍの穴を開けて水を流している状態。
ニッケル水素電池は、容量２リットルのペットボトルに直径１ｃｍの穴を開けて、水を流している状態。
緊急時に外部から圧力を掛けたばあい、缶よりもペットボトルのほうが、一気に排水量を増やせるようなイメージですね。
内部抵抗が大きい＝固い缶
内部抵抗が小さい＝柔らかいペットボトル
かな。。。

お礼

ペットボトルと缶のたとえは、とてもわかりやすいです。
ありがとうございました。
このところ忙しくて、返事が遅れすみませんでした。

回答No.1

watico

リチウムイオン電池の長所は他に重量エネルギー密度が高い（＝軽量である）ことがあげられます。ニッケル水素電池の長所は内部抵抗が低い（＝大きな電流での放電が可能）ことがあげられます、店員さんの言うのはこの意味と思われます。リチウムイオン電池の方が軽くて済むので携帯用機器にはよく用いられます、しかし大きな電力を取り出すことが出来ません。電動工具は大きな電力を要しますが長時間携帯するわけではないのでニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池が用いられるのでしょう。

お礼

ご回答ありがとうございます。
内部抵抗というのは良くわかりませんが、たとえば同じ１２Ｖのバッテリーでも動作がちがうのでしょうか？

補足

ご回答ありがとうございます。
内部抵抗というのは良くわかりませんが、たとえば同じ１２Ｖのバッテリーでも動作がちがうのでしょうか？