Fig.5 にアルカリ R6（単3） とマンガン R14（単2） を用いた秋から春にかけての電池寿命結果を示します。これまでのマンガンとアルカリを比較すると，寿命が倍以上延びています。 5℃以下になると，R14 のマンガン電池の出力はアルカリに比べ，出力が低下した結果が得られています。0℃まで下がるような環境ではマンガン電池は不利なようです。

ワイヤレス温度センサは間欠的に動作し，待機電流は極めて少ないですが，データ送信時には 100mA 程度のピーク電流が必要となります。ピーク負荷に対してもアルカリ電池は マンガン電池より優れており，R6に関してはマンガン電池を採用するメリットはないようです。

R14 マンガン電池寿命が前回と比べ，大きく伸びています。動作停止電池電圧が上昇しているものの高温に曝されないため放電期間が延びたのでしょうか。よくわかりません。 これもフィールド試験から得られた知見です。その後 2016-03-19 に電池を交換した #01 機は 3.20V からスタートし，10-19 に 1.43V に至り電池を交換しました。214日間の寿命となりました。 太陽輻射熱を避ける二重笠が電池の寿命を伸ばしているようです。

Fig.5 shows a battery life of Alkaline R6 and Mn R14 in fall throungh spring. Alkaline battery life is more than Mn twice. R14 Mn battery did not work as well alkalin below 5℃. Mn battery seems not to be good below 0℃.

Wireless temperature sensor wakes at instant and sleeps. Though the waiting current is negligible, 100mA dissipates at peak when transmitting data. It seems that Mn battery works worse than alkaline at peak load. You might not use R6 Mn battery.

R14 Mn battery life is much longer than before. I do not know why discharging time is longer in low ambient temperature with getting higher terminal discharging voltage. #01 started at 3.20V 2016-03-19. I replaced batteries 2016-10-19 at 1.43V. It worked for 214 days. The double shade seems to decrease the sun radiation heat and it might be longer life.

デジカメを起動しなくなった劣化充電池の再利用

2016 年6月新たに Daiso LR6 電池消耗データが得られました。最近の円安のせいか乾電池の価格が上昇しています。Daiso は LR14 価格を倍に改定しました。同年8月 NiMH の実測データが得られました。 アルカリ電池と比較すると半分の寿命になっています。NiMH はデジカメ GE A1455 に使用し，4回充放電させています。自己放電が大きく間欠動作のミリ秒 ms 単位微小パルス負荷に不向きなのか， それとも満充電になっていなかったのかもしれません。一方，2000mAh の容量表示は JISC 8708 密閉形ニッケル・水素蓄電池の試験要領によれば，容量ではなく回数だとわかります^[3]。 0.25I_t の電流が極端な話，1分未満の放電でも１回として加算されてしまう内容です。５０回単位です。従来の C とは異なる概念と思っていいのではないでしょうか。

ゲーム機のワイヤレスコントローラとして使用に耐えなくなった NiCd と Evolta をワイヤレスセンサの電源として使いまわしています。使い古した NiCd はデジカメにも使用できていますが， Evolta は劣化が酷くデジカメを起動できません。NiCd は劣化していても，新品のアルカリ電池よりも大ピーク電流を取り出せるのでカメラを起動させられます。8月28日にワイヤレスセンサに適用したところ， 42日間の寿命となりました。電源電池電圧が 2.01V からたった45分間の間に 1.03V まで低下しました。片方の電池電圧を DMM で計ると零ボルトでした。電池個体間の劣化程度およびバラツキを管理しない事には 寿命を伸ばすのは困難でしょう。Panasonic は使いまわしと電池の組み換えを電池寿命の観点からしないようにと説明しています。今は 4000 カウントの DMM が安く入手できるので，高精度に電池電圧が計れます。 通常型潜水艦乗組員のように充電池組み換えもいいかなと思います。Panasonic が推奨するような使い方だと電池数が増えてしまいますし，まだ他の用途に使えるのに廃棄するのはムダというか， 経済的ではありません。

手間をかけたくなければ，使い捨て電池がいいかと思います。

Figure 8 に劣化 Eneloop の電池交換例を示します。NiMH を 1.0V 以下まで放電させると過放電となり寿命が短くなります。交換時の装荷状態での電池単体電圧はそれぞれ 1.03V と 0.942V でした。 記録周期までに電池を交換すれば，測定データの欠損は生じません。交換後の電池はつい最近デジカメを起動できなくなった NiCd です。

劣化 Evolta が冬期間において54日の寿命を得ました 2017-01-15。 デジカメのようなピーク負荷には適用できないものの XBee の駆動には十分だと思います。その後，NiCd の劣化進行状況がわかるデータが 得られたので公開します。Figure9 に劣化 NiCd の自製充電記録器による充電流変化を示します。この NiCd を室内に設置した#3に使用後，再充電した結果が Figure10 です。本充電器は定電流駆動と定電圧駆動を 併用しています。充電初期は設定した定電流 200mA が支配的です。自製記録器はマイコンによるもので電流値はピーク値です。DSO による平均値だと 200mA です。劣化が進んだのか，Figure10 の初期電流は 設定電流値 200mA に達していません。充放電停止電圧が上昇したため低い充電流にとどまったと思われます。

充電終了を知らせる機能がある充電器だと，ある程度の充電池劣化の見極めが可能でしょう。ただし，安価品はタイマで知らせるものがありますので注意が必要です。 #3の測定期間が22日と1箇月未満に低下したので，今後 XBee への長期運転使用を止めます。Figure10 にある直線部チャートはPCの USB ポートの電源不調によるものと思われます。マイコンの電源は USB から給電しています。Figure11 に同じ NiMH Eneloop 充電池のペアによる終末電圧低下の様子を 2.2V からチャートにしました。直近の場合だと装荷状態での個別末期電圧が，0.152V と0Vでした。

参照 Ref

1. JISC8500 一次電池通則
2. JISC8515 一次電池個別製品仕様
3. JISC8708 密閉形ニッケル・水素蓄電池
4. Panasonic 電池データ
5. NiMH 定電圧解放または電圧カットオフ
6. 新たな用途展開を図るニッケル水素電池の新技術

Reuse deteriorated NiCd and NiMH not to run digital camera

I got Daiso LR6 dissipation data in June 2016. I got NiMH data in August. The NiMH life is half of Alkaline. The NiMH was for GE A1455 digital camera. I discharged and charged four times. Is self discharge big or unsuitable for mili second pulse load? Or it did not charge full.

I reuse NiMH Eneloop and Evolta that cannot use for wireless game controller. Deteriorated GP NiCd and Eneloop NiMH can run the camera, but NiMH Evolta ones cannot run. Deteriorated NiCd can discharge peak current than new alkaline batteries. The NiCd batteries started on August 28. They worked for 42 days. It took only 45 minutes to drop down 1.03V at higher 2.01V. One of both batteries measured 0V by DMM. It is difficult to enlarge battery life without controlling individual deterioration. Panasonic recommends not to reuse and change pair of batteries. We can buy 4000 count DMM at low price now. So we can measure battery voltage at high accuracy. The crews of usual battery driven submarines change pairs of batteries. Panasonic recommendation increase stock of batteries. Throwing away, it is not economical to be able to reuse ones, I think.

You may choose primary batteries without extra routine.

If you use NiMH battery below 1.0V, the life will shorten. I show an example of battery replacement within recording period in Figure 8. I measured the pair of batteries each by DMM. They are 1.03V and 0.942V. The replaced deteriorated batteries are NiCd that have not been able to run GE digital camera.

Deteriorated 1000mAh Evolta duration is 54-day in winter 2017-01-15, though their peak load available are poor. They could drive XBee. I have made a charger by constant current drive and constant voltage drive. Figure9 shows deteriorated NiCd charging current that AVR and PC recorded. The batteries was dissipated by #3 wireless sensor and the life was 22-day only less than a month. I charged them and the charging currents have been in Figure 10. The current were less than constant current 200 mA. It shows that deteriorated batteries decrease initial current because of deterioration. If you have a charger that shows the status of full charging, you will find the battery deteriorated. But a cheap charger showing full up by timer is not for deterioration criteria.

Figure 9 and 10 were recorded by my scratch AVR and USB serial converter. My program does not have mean processing by programming. DSO measurement shows 200mA mean each. The line part of chart in Figure 10 seems of my poor USB port of my PC that cannot feed current enough for a long time. The other port can feed full.

Figure 11 shows that terminal voltage drop of the same pair of NiMH Eneloop E11 and E12 from 2.2V three times. You will find them deteriorated step by step. If you plot terminal voltage drop like these, you will be able to find NiMH deterioration.