「SANYO充電器 NC-M58 個別充電表示化改造」のコーナーで実験が必要となった『NC-M58の満充電キープ機能』の効果を実験してみました。

　あわせて。ニッケル水素電池のマイナス要因の１つである『自己放電』についても実際に測定してみましょう。
　１０日放置、一ヶ月放置でどれくらい容量が減少してしまうのか、また「自己放電が少ない」と宣伝してる電池は本当にそうなりか？を調べました。

　充電式の電池は充電が完了した時点から(充電電流を流さなくなってから)機器に入れて電気を消費しなくても電池に蓄えられた電気が勝手に減ってゆきます。これを「自己放電」と言います。

　実際には電池の中で電気を蓄えている化学物質の化学反応が徐々に進む現象なのですが、詳しい化学式などは専門書の解説に譲ることにします。

　ふつうのニッケル水素電池ではこの自己放電がかなり多く、買って来て最初に使う前には必ず充電しないとほとんど電気が取り出せないものでした。
　また家で充電しても数週間〜数ヶ月も放置すれば中に残っている電気がほとんど抜けてしまっていて、使う前にはやっぱり充電してやらないとほとんど使えないといった不便なものです。

　その自己放電の不便さを解消した新電池が三洋の「ｅｎｅｌｏｏｐ(エネループ)」や松下の「ＨＨＲ−３ＭＰＳ(通称パナループ／緑パナ)」です。
　いちど充電しておけば、半年くらいは放置しても８０％程度にまでしか自己放電しないというのが売り文句で、店で買っても新品状態ではほとんど放電していなくて乾電池のように気軽に使える商品ですね。
　また容量を低く抑えたぶん充放電回数(サイクル回数)も従来製品の倍くらいに伸びていて、「１０００回くりかえし使える」とメーカーは宣伝しています。

　そんな新電池でも自己放電は０になったわけでもなく、やはり充電完了の瞬間から自己放電は始まります。

　充電器に電池をセットして、充電完了した後も「充電完了時のフルパワーが(使う時まで)いつまでも持続してくれていたら」という充電池に対する希望を叶えてくれる機能が「満充電キープ機能」なのです。
　・・・なのか？
　・・・な・・・はず？

　さて本当のところはどうなんでしょう？

　サンヨー充電器の「満充電キープ機能」がどのような働きで、実際に電池の満充電はキープされるのか？？？

　この気になったら夜も眠れない疑問を解決すべく実験を行いました。


※ NC-M58の満充電キープ機能(パルストリクル充電)の方法・電流等については「SANYO充電器 NC-M58 個別充電表示化改造」のコーナーに掲載していますのでご覧下さい。

　つぎの４種類の電池を使用します。(容量順)

	エネループ(eneloop)	HR-3UTG
	Typ 2000mAh / Min 1900mAh
	パナループ/緑パナ	HHR-3MPS
	Typ ----mAh / Min 2000mAh
	パナソニック２６００	HHR-3XPS
	Typ 2600mAh / Min 2400mAh
	サンヨー２７００	HR-3UG
	Typ 2700mAh / Min 2500mAh
2006/9/2 つぎの電池を追加
	ＴＯＳＨＩＢＡ２５００ (サンヨー２５００ＯＥＭ)	TH-3K
	Typ 2500mAh / Min 2300mAh

　本来は一本の電池で「放置実験」と「キープ実験」の二種類を行って数値比較をするべきなのですが、時間が倍かかってしまいますので今回は「セットＡ」「セットＢ」の２組の電池を用意して、「セットＡ」は「放置実験」、「セットＢ」は「キープ実験」を行う用途とし、同時に１０日間／一ヶ月間の実験を行います。

　まずは全電池の満充電時の放電測定結果のグラフです。
　いつものように１Ω定抵抗放電、終止電圧は１Ｖです。
※ 電圧分解能が３Ｖ／８ビットのため多少カクカクしたグラフとなっています。
※ データは5秒サンプルの元データを30秒毎(6サンプル)で平均化してからグラフにしています。
※ 放電実験実施2006年7月17日、室温３０度Ｃ(＋−１度Ｃ)。
※ 追加実験の電池、TOSHIBA 2500 はこのグラフには掲載していません。

　全ての電池は今回に関連する実験用に購入したもので、新品から充放電サイクルが５〜１０回のものです。(容量測定等で数回使用)
　パナループ/緑パナのグラフが多少２本の間に個体差が出ているようですが、今回の満充電キープ実験では厳密な電圧差を比較するものではないのでこのままで大丈夫です。

　放電終了までの時間を見ると、ほぼ定格容量の順になっているのがわかります。
　このグラフを見る限りは２７００mAhの大容量電池が長時間連続使用には適していることが見て取れます。
　デジカメのような用途では、“電池の持っている力を最大限に引き出す”(満充電状態で使う)のであれば大電流・大容量の２７００mAhタイプのような電池が有効ですね。

　今回の実験では、満充電後に『１０日間放置』した場合と『満充電キープ機能』を続けた場合を比較してみましょう。(後に、一ヶ月放置状態の試験を追加しました)

　なぜ「１０日」なのか？
　当初は「一週間」で実験してみようと思いましたが、「少し短すぎはしないかな？」「差が出なかったらどうしよう？」と思い少し伸ばして１０日にしました。
　「１０日」に特に深い意味はありません。(すみません)

　満充電キープ機能といっても、「一ヶ月以上使わない場合はコンセントから抜いてください」と説明書で注意されているように、何ヶ月も使わないのにキープしておくための機能ではなく、あくまで充電完了後数時間〜数日間のキープ機能だということです。
　確かに、一ヶ月以上もコンセントに刺したままキープするのなら、一旦抜いて保管しておいてまた使う前に充電したほうが良いでしょう。
　コンセントに刺しっぱなしにしておくことで万が一トラッキング事故(コンセントに溜まったホコリなどに通電して火事になる事故)などで発火する危険性もあることですし。

　そこで、「日曜にデジカメで使用して、家に帰って充電、そのまま一週間放置してまた次の日曜に使う。」といった感じの休日使用をする場合に近い状態でテストしてみようと思ったわけです。（仕事で毎日充電池を使って、毎日充電する人の用途では…満充電キープ機能は必要無いでしょうしね）
　ニッケル水素電池は「使う前に充電する！」が基本ですが、もし充電器が満充電をキープしてくれるのであれば、わざわざ「休日前の土曜に充電器にセットして日曜に使えるように準備する」なんてことをしなくても良いはずですし、当日の朝になって「しまった！土曜に充電するのを忘れてた！」なんて事にはならないはずですよね。（２本なら倍速充電で出発まで２時間程の余裕があれば充電できますが…）
　数日前から充電器に入れっぱなしにしておいて良いのなら、ズボラな性格の人や充電池の使い方に詳しく無い人にも最適ということになりますね。

　用意した電池「セットＡ」「セットＢ」について次の実験を行います。

満充電キープ機能の試験 (１０日版)
検査種別	電池	とり扱い	放電特性検査の時期
充電完了 直後検査	電池Ａ	充電完了後取り外し	充電完了後１時間後に測定 (基本コンディションの測定)
	電池Ｂ
１０日間 経過検査	電池Ａ	充電完了後取り外し	１０日間放置後に測定 (自己放電の測定)
	電池Ｂ	充電完了後満充電キープ	１０日間満充電キープ後に測定 (自己放電との比較)
追加試験 一ヶ月間 経過検査	電池Ａ	充電完了後取り外し	一ヶ月間放置後に測定 (自己放電の測定)

　各測定は、(予備)標準充電→(予備)放電→標準充電→試験の順に行います。

　『充電完了直後検査』は、上の各電池の放電特性グラフになります。
　各電池の基本コンディションの確認と、１０日間放置後との比較用データとなります。

　本題の『１０日間経過検査』は次のようになりました。
　１０日間の放置中は普通の室内に電池・充電器を置いています。室温の変化は２８(夜間)〜３２(昼間)度です。かなり暑いです。

　こちらが１０日間『放置』したものと『満充電キープ』したものの放電特性グラフです。
※ 電圧分解能が３Ｖ／８ビットのため多少カクカクしたグラフとなっています。
※ データは5秒サンプルの元データを30秒毎(6サンプル)で平均化してからグラフにしています。
※ 放電実験実施2006年7月27日、室温３０度Ｃ(＋−１度Ｃ)。
　ごちゃごちゃしていて見づらいので、電池毎にグラフを整理してみましょう。
　中に１つとんでもない物が混じっているようですが‥‥

※ これ以降の各電池のグラフには「一ヶ月間放置実験」のデータを追加しています。

● ｅｎｅｌｏｏｐ (HR-3UTG)　の結果
　満充電直後の状態と比べて、満充電キープしたものはほとんど性能が変わっていません。
　維持電圧が少し低くなっていますが、これは高い電圧で満充電にした直後と、その後に時間が経った時の差そのものですので満充電キープ機能の為に電圧が下がっているのではありません。
　終止電圧までの放電時間が満充電キープ状態の電池のほうが延びていますが、これは容量が大きくなったのではなく電圧が低いぶん定抵抗放電時の放出エネルギーが少なくなっている為に保持時間が延びたものですね。

　１０日間放置したものは電圧・維持時間共に少なくなっています。
　しかし満充電時やキープ状態のものと比べてもあまり「減っている」という感じはありませんので、さすが自己放電の少ないエネループという感じの結果です。

　このグラフからはエネループに対しては「満充電キープ機能」は有効であるということがわかります。

　一ヶ月間放置したものも、電圧の減少が少なく「自己放電が少ない」ことがよくわかります。今回試験をした他の電池と比べても特にその差が大きいです。

　エネループの魅力として「維持電圧が高い」という点がよく上げられますが、特に電圧が高いのは充電直後だけで一定時間の放置後はそれほど高いわけでは無いことがわかります。満充電キープ後でも充電直後の非常に高い電圧は出ていません。
　しかし「長時間、比較的高い電圧を一定時間維持できる」という特性はキープ後も保っています。

● ＨＨＲ−３ＭＰＳ (パナループ/緑パナ)　の結果
　満充電直後と満充電キープしたものがほとんど同じ放電特性となっています。
　１０日間では完全に満充電状態がキープできている、まさに「満充電キープのお手本」のような結果ですね。

　１０日間放置したものはやはり一定の比率で減衰しているようです。
　特に放電初期にグラフが落ち込んでいる状態は、放置したニッケル水素電池でよく見られる症状ですね。充放電を繰り返せば復活しますが、放置しているとこのように電池が寝てしまいます。

　満充電状態とキープ状態のグラフは開始部を除いて放電終了までの電圧がほとんど変わらないという見事な結果です。NC-M58での満充電キープ用の電圧・充電量はＨＨＲ−３ＭＰＳ(パナループ/緑パナ)にぴったりということになるのでしょうか。(他社電池ですけど…)

　一ヶ月間放置したものは電圧がかなり下がっています。
　充電一ヶ月後の状態は、電圧・維持時間のグラフが同じPanasonicの２６００タイプとほとんど同じです。


　エネループやパナループ/緑パナといった「自己放電が少ない」電池で丁度良いという感じが見えてきましたが、それではもっと容量も大きく自己放電量も大きな電池だとどうでしょう？　満充電はキープできるのでしょうか。
　容量２６００ｍＡｈ，２７００ｍＡｈの電池の実験結果を見てみましょう。

● パナソニック２６００ (HHR-3XPS)　の結果
　やはり満充電直後と比べると満充電キープしたものが若干減衰しています。
　１０日間放置したものはキープしたものよりはっきりと差が出ています。
　放置すると自己放電でエネルギーが少なくなるという「ごく普通のニッケル水素電池」の放置後の結果という感じです。

　満充電キープしたものは１０日間放置したものと比べると満充電直後とほとんど遜色無く、確かに１００％のキープはされていませんが、満充電キープ機能はパナソニック２６００電池に対してもかなり有効であると言えるでしょう。

　一ヶ月間放置したものは、同社のパナループ/緑パナとほとんど同じ電圧・維持時間になっています。
　放置期間が一ヶ月までは２６００タイプ電池のほうが残容量が多く、一ヶ月を越えるとパナループ/緑パナの自己放電の少なさが勝つような感じですね。

● サンヨー２７００ (HR-3UG)　の結果
　・・・・・ごめんなさい、実験失敗しましたか？

　満充電直後では公称容量が最も大きいぶん、放電時間や放電容量が他の電池の群を抜いてよかったサンヨー２７００ですが・・・・これはどういうことでしょうか？

　簡単に言うと(簡単に言わなくても)「自己放電が惨すぎて、充電後は保管に耐えられない電池」だと言うしか有りません。

　電池一本で「放置」「キープ」のテストを連続して行ったのでは「この一本だけが不良品？」ということも考えられますが、同時に購入した２本をセットＡとセットＢで使用していますので、「放置」「キープ」共に同様の減衰率が見られますからサンヨー２７００はこのような性能であることが確認できます。

　放電特性の詳しい記録データから計算した数値では、各状態の放電容量は

満充電直後	2698.77 mAh	100 ％
満充電キープ	2050.69 mAh	76 ％
１０日間放置	1047.28 mAh	39 ％

　という結果です。

　満充電キープをしても１０日後にはエネループと同等に。(但し維持電圧が低いのでパワーは出ない)
　１０日間放置すると元の１／３程度まで自己放電してしまっています。

　１０日放置でこの状態ですから、デジカメに入れっぱなしにして一週間後でもかなり撮影枚数は少なくなっているでしょう。ましてや一ヶ月も放置するとほとんど撮影できないのではないでしょうか。カメラが起動すらしないかもしれません。

　一ヶ月間放置したものは・・・２行上で予想したとおり電圧が１Ｖを切っていて放電器の動作開始チェックで「電池切れ、動作不能」と判断してグラフが作成できませんでした。(8/28追加)

　サンヨー２７００電池は大容量ですが、充電して１〜２日以内に使う目的専用の電池であると考えられます。
　せっかく現時点(2006/7)で市販されている単３型最大容量の充電池ですが、この自己放電の惨さではほとんど使用用途が限られてしまいます。
　この大容量はデジカメ撮影・大型ストロボの電源などに最適ですが、撮影する前日に必ず充電しないと数日後にはもうほとんど使用できないのはちょっと不便ですね。

　NC-M58改造ページでも書きましたが、この電池は充電器セットで購入し最初に電圧を測ったらそれぞれ０．６Ｖ〜０．８Ｖしかなく、純正充電器NC-M58に入れても故障電池と判断されて充電が開始されなかったといういわく付きの電池です。
　「もしかしてサンヨー２１００の惨劇…の再来！？」とその時は思い、単に製造から購入までの間に時間が経って寝てるだけだろう、とか前向きに考えていたのですが…



● ＴＯＳＨＩＢＡ２５００ (TH-3K)　の結果
　おやおや、満充電直後グラフでは上のサンヨー２７００とほとんど変わらない放電時間を維持しています。(部分的には2700より良い部分も…)
　それでいて満充電キープ後もそれほど容量減少が大きくありません。
　１０日間放置するとさすがに容量が減少している様子が見て取れますが、それほど大きな減少ではありませんね。 　パナソニック２６００と容量や放置した場合の減衰量などは近い物があります。

　一ヶ月間放置したものは実験時期が他電池より２ヶ月遅いので室温が多少下がって電池には優しくなっていることを考慮しても、かなりの割合で容量が残っているのが見てとれます。
　感覚的には現在も使用している少し古いサンヨー２５００の保存性が更に上がっている雰囲気です。やはりサンヨー純正で実験したかった…

　東芝の２５００タイプを実験に加えたのは、本当はサンヨーの２５００の新品でテストをしたかったのですが、売り場には既に２７００しか無くなっていてやむなく三洋ＯＥＭ製品の東芝２５００を購入しました。(三洋2500と同様のHRの刻印もあり中身は同じと思われます)

　三洋系の電池では「どうしても大容量の充電池が必要」という場合を除いて、２７００タイプではなく２５００タイプのほうが使い勝手が良さそうです。２７００が大容量といっても、グラフを見る限り容量の差はほとんどありません。
　実際に使用する際の使い勝手は１０日間放置後、一ヶ月間放置後の残容量(２７００は測定圏外)を見ても差は明らかです。

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【ご注意】
　本実験は室温３０度の夏に行いました。
　充電池の自己放電は温度が高いほど多く放電します。従ってＪＩＳ規格やメーカーの基準では２０度の状態での試験結果を公式な性能としています。
　気温が高い時期に試験を行いましたので、メーカーの発表している公式資料より悪い結果となっている可能性がありますが、「気の迷い」では実験室レベルではなく、一般家庭での実際の使用状況下で実験を行っている為にこの記事をお読みになられている皆様が使用する状態で発揮される性能に近いものと思います。
　また特にどれか１つの電池に対して不利なのではなく、室温は全ての電池に平等に関係するものであることをご理解ください。
　東芝２５００のみ追加実験のため実験時期が異なります。

　充電直後、１０日放置後、一ヶ月放置後の各電池の１Ω放電時に測定した放電容量をグラフ化しました。
　視覚的に各電池の保存特性(自己放電特性)がよくわかると思います。
※ 充電はNC-M58低速モード(標準)で行っています。


　一ヶ月時点では東芝２５００(三洋２５００ＯＥＭ)が最も高い容量で使用できます。
　「自己放電が少ない」がウリ文句のｅｎｅｌｏｏｐは確かに減衰率が最も少ないようですが、グラフを見る限り(延長線を想像すると)２〜３ヶ月以内に使用するのであれば東芝２５００(三洋２５００ＯＥＭ品なら国内のどのメーカー品でも)のほうがより長時間使用ができそうです。
　パナソニック２６００が意外と奮いません。２〜３週間で「自己放電が少ない新電池」群より容量が少なくなります。
　HHR-3MPS(緑パナ)は充電直後は設計容量差でｅｎｅｌｏｏｐより高容量を記録していますが、長期間の保存性ではメーカー発表通りｅｎｅｌｏｏｐより少し放電が早いようです。新電池二種は良く似た特性で、体感的にはそれほど差は感じないでしょう。
　サンヨー２７００は充電してすぐに使いましょう。
　しかし実際に約一日持つはずの機器(通信機)に入れて使用した場合、東芝２５００では２４時間以上使えたのに対して、サンヨー２７００は充電直後に使用開始しても２０時間程度しか持たなかったので、使用中にも何か余計に放電していっているような使用感です。

　なんだかｅｎｅｌｏｏｐの発売以来、電池使用機器にはなんでもかんでもｅｎｅｌｏｏｐを入れているという人が増えているようですが、使い道によってはｅｎｅｌｏｏｐとて万能の電池では無いということが良く分ると思います。

　さて、サンヨー充電器の売り文句の１つ「満充電キープ機能」の検証はいかがでしたでしょうか。

　エネループやパナループ/緑パナのような元から自己放電の少ない電池では、ほぼ満充電に近い状態がキープされました。
　エネループやパナループ/緑パナにはたいへん有効であると言えるでしょう。

　でもセールスポイントが「自己放電が少ない」電池に適している・・・・なんか矛盾があるような？？？

　そして現在最も一般的に販売されているニッケル水素電池に対する実験では、東芝２５００とパナソニック２６００に対してはそこそこいい感じの結果になりました。満充電キープ機能は有効です。
　サンヨー２７００の実験結果は‥‥NC-M58の満充電キープ機能が良い悪いという事ではなく、単純にサンヨー２７００は自己放電が惨すぎるという事が判明しただけで、満充電キープ機能の実用評価にはならなかったような気がします。
　一応、キープする／しないで倍近い差が開いているのでサンヨー２７００に対しても満充電キープ機能は有効とは言えるのですが・・・


　総評としては、サンヨー充電器の満充電キープ機能は有効です。
　但しどの電池でも完全に満充電時の状態をいつまでもキープできる夢のような機能ではなく、電池の性能による差に左右されるファクターが大きいのであまり過信はしないようにして使えば問題は無いと思います。

　パナループ/緑パナの驚異的なNC-M58満充電キープ機能との整合性(他社製品同士なのに…)を除いて、他電池のグラフを見る限り、どの電池でも満充電キープ機能を利用しても徐々に自己放電が進むことが確認できましたので、たとえエネループであってもニッケル水素電池は使用する直前に充電するのがベスト！という事が再確認できました。
　満充電キープ機能は補助的に活用すればよいでしょう。