バッテリについての考察

よく、バッテリが10分しか持たない とか、死んでしまった、
BIOSのアップグレードが出来ない、など聞きますがなぜ切れるのでしょう?
また防止策は有るのでしょうか?
防止策の結果を先に知りたい方へ ==> 使用しない時はACアダプタを外しましょう
うんちくは、この下に書いてあります(^.^)

バッテリを分解してみる 
注 蓄電池(バッテリパック)は1歩間違うと数十(数百)アンペア流れます
爆発、発熱の危険がありますので、このような分解はしていけません。
tp535batt_020.jpg (58142 バイト) 今からやっつけます
tp535batt_010.jpg (75158 バイト) 接着剤で貼りつけてありますので
細ーいマイナスドライバをねじ込み
とにかくばらす(殻割り?)

キズは必ず付きますが、開きやすい所から無理やり広げてケースを2分割します

なぜ分解するのか?

そもそも、535のバッテリパック(組みバッテリ)がお亡くなりになりました、(逝ってしまったとも言う)
新品で買うと2万円以上しますので
3パック逝ってしまったバッテリがあったので、生きている部品を組み合わせて1本ぐらい蘇生できるかな?
という 腹づもりです(^.^)


セルは パナソニック CGR17500 830mA 3.6V です。
リチウムイオンはバッテリセル1本3.6Vです。

そのセルを3本(830mA)を並列接続し、容量を約2.4Aまで増やしています。
その3本セットを更に3セット直列接続し電圧を10.8Vまで上げています。(文章でご理解頂けましたでしょうか?)

出来れば 3.6V×3本ぐらいの構成が可能なら
故障率(お亡くなり率?)も半分以下に下がったと思います。
535batt_050.jpg (158162 バイト)
(↑これ TP235やPT110用のバッテリパックはCGR18650
 1200mA 3.6V×2本=7.2Vを実現しており、お亡くなり率も低いと思われます)
(CGR18650Hは1500mAです)


私のバッテリは3分しか持たなくなりましたので、分解して調べて見ましたら
9セルのうち2本が全く蓄電しなくなっており、バランスが悪い為持ち時間 3分になっていました。

 

逝ってしまったバッテリセルって?
先日分解した 全く充電しなくなったバッテリセル(単品1本の事)とは?

元気の無いバッテリセルとは、90分持つはずが10分しか持たないと言う事であり
正極のリチウムコバルタイトと 負極の炭素間のリチウムイオン移動が弱ってきた(劣化)と言う事です
これは、充放電を繰り返せばいずれ劣化し、仕方が無い事でしょう。

しかし突然バッテリセルが充電しなくなる事があり プラス、マイナス間の電極の電位差が0V であり
電圧をかけても電流が全く流れす、当然充電、放電も出来ません

判らないときは分解です(^.^)
この分解は大変危険です、バッテリセルにも分解するなって書いてありますので
自己責任でも分解してはいけません。

535batt_010.jpg (149333 バイト) 安全第一に分解しましたので 随分汚く、ばらしてあります。
(負極側は分解せず)

プラスの電極周辺は多くのパーツで構成されています。
パッキンとセパレータが多用されています

 

535batt_020.jpg (141986 バイト) 535batt_040.jpg (127409 バイト) 535batt_030.jpg (143963 バイト)
圧力反応自己切断型ヒューズ
(勝手に命名しました(^.^) 
自己切断なのでヒューズは当たり前じゃん
っていう突っ込みは受けつけません(^。^))
もちろん再生不可(復帰しません)
左が正常時(導通あり)
右が切断(破断)後
右の2枚の間にはセパレータがあり
絶縁されていて、
中心の部分で切断されており、
当然導通がありません
左が正常時(導通あり)
右が切断(破断)後
左から
正極タブ
(ガス抜きの為穴が4個空けてあります)
パッキン?
圧力反応自己切断型ヒューズ(上)
圧力反応自己切断型ヒューズ(下)
(切断後の物です)
全く充電されない理由が判明しました。
(圧力反応自己切断型ヒューズ、安全弁、安全機構とも言うらしい)
このパーツが物理的なヒューズになっています。
切断後は当然 正極と負極の電位差が0Vで抵抗値は無限大です。

 

なぜ切れるのか?
過充電状態になると電池内部の温度が上昇し、電解液の分解によりガスが発生し、内圧が上昇するらしいです、
その時に圧力反応自己切断型ヒューズ(上)が押し上げられ、約1mm膨らみ、正極側(上方向)に中心部のみ移動します
そして圧力反応自己切断型ヒューズ(下)とが引き離され(円形に切りこみの入った所が引き切られる
回路を開き充電を出来なくする構造と推測されます。

これは、ガス圧の上昇による破裂、温度上昇による周囲の溶解、発火を防ぐ為と思われます。

 

ではどうすれば良いか?
過充電が犯人ですから、「充電が終わったらバッテリパックを外す」
という事になりそうです。

しかし、その辺はバッテリセル内の充電管理回路で制御しているはずです
リチウムイオンバッテリパックは通常3セルや4セルを並列接続するのが通例のようです
それでは1本1本管理出来ませんのでやはり過充電等が起こり易いかも知れません

やはり、9本のバッテリセルの充放電特性がほぼ同等で均質な物で
バッテリパック(組みバッテリ)を構成する必要があります。
その為にメーカも同時期のライン上から出来たバッテリセルを使ってバッテリパックを構成していると思われます。

 

結果

1、充電が終わったらバッテリパックを外す(結構面倒だと思いますが、、、)
2、使用し終わったら ACアダプタ抜く (1番現実的です)
3、バッテリパック(PC本体)を購入時には、お祈りをしてから
  バッテリパック内のセルの特性が均質な物を購入する(^.^)

 

最後に
PONTAはバッテリの専門家では有りません、勝手に分解し推測をまとめて見ました
仕組み、専門用語、パーツの役割等間違っているかもしれません、
業界関係の方アドバイス等がありましたら、ご連絡お待ちしています。
その後、残るThinkPad535の2パックもばらして見ましたが、計18本すべてのセルの圧力反応自己切断型ヒューズが動作していました、
やはり1本逝ってしまうと他の2本に1.5倍の負担が掛かりその2本が逝ったあと残る6本も逝ってしまうのでしょうか?
結局1パックも蘇生できませんでした(;_;)
ThinkPad560のバッテリセルはAT&A製であり結構根性があり、圧力反応自己切断型ヒューズが動作する事は少ないようです。

 



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