今回は、ドローンに利用されるバッテリーに、どのような種類があるのかについて紹介したいと思います。
また、バッテリーの注意点などをお伝えします。
ドローンに使われるバッテリーとは？
バッテリーには様々な種類があります。
その中でも、リポバッテリー（リチウムポリマー電池）が多く用いられています。
なぜリポバッテリーが使われるかは、上図を参考にして説明いたします。
図の縦軸が体積1単位あたりの電力量、横軸が重量1単位あたりの電力量になります。
物体をプロペラによって飛行させる場合、かなりのエネルギーが必要になります。
ガソリンなどはヘリコプターに使われていますが、小型化や安全面などを考えると、ドローンにはあまり適していません。
図で赤い点で示されているリポバッテリーやリチウムイオンバッテリーが、重量・サイズ面においてちょうど良いバッテリーになります。
リチウムイオンバッテリーは、電解質に液体を使っています。
しかし、形状が自由にならないなどの難点があったため、導電性のあるゲル状のポリマーを利用する方法が考えられました。
飛行させるだけならばリチウムイオンバッテリーでも可能でしょうが、同容積で比べた場合、リポバッテリーの方が小型になり、エネルギー密度が高いなどの利点があります。
バッテリーの用語説明
ここからは、各バッテリーの用語を紹介します。
リポバッテリーを選ぶ際は、いくつかの単位を知っておかなければなりません。
・S（セル）
セルは「１S」などと表記されます。
最小単位は1S以上で、およそ3.7V（電圧）です。
満充電で、4.2Vになります。
2S以上のリポバッテリーは直列構造となっています。
・C（放電能力）
放電能力は、「C」で表されます。
全容量を1時間で充放電できる電流値の単位です。
・mAh（電流）
電流の量が大きいと、電流そのものの量が大きくなります。
・V（電圧）
電圧は、電流を流そうとする働きの度合いを表します。
電圧が大きいと、電流を多く発生させることができます。
リポバッテリーの仕組み
上が10000mAh、下が5500mAh
リポバッテリーの中身について紹介します。
写真でも分かるように、5500mAhと10000mAhでは、かなり大きさが違います。
大抵のリポバッテリーは、セルがいくつか重なっており、1つ1つのセルの大きさや厚さ、重なったセルががいくつあるかによって電流の大きさが変わっています。
リポバッテリー取り扱い時の注意点
・持ち運び時の注意
リポバッテリーに含まれる化学物質は、外部からの衝撃を受けたり、端子がショートすると発火する恐れがあります。
実際に、爆発事故が起こった例もあるので、持ち運び時には必ずアルミニウム製のケースやリポバッテリー用の袋に入れましょう。
・充電時の注意
リポバッテリーの電圧基準は3.7Vですので、それに合わせて充電します。
また、充電器によっては充電モードを選択するものがあります。
必ず「リポバッテリー(Lipo)」を選ぶようにしましょう。
2S以上のバッテリーを充電する時は、各セルの電圧を等しく充電するために、バランス充電を行います。
電圧差は、0.03Vまでに抑えることが望ましいです。
・保管時の注意
リポバッテリーを保管する際は、3.8Vまで放電した後、残量を60%程度残した状態で保管するのが望ましいです。
フル充電のままだと、セル内での化学反応が起こりにくくなってしまうことがあります。
ただし、あまり放電しすぎると、過放電を起こす可能性があります。
どちらの場合でも、リポバッテリーが使えなくなってしまう可能性があるので注意しましょう。
また、温度管理も大切です。
気温が高いと、化学反応が起こり、セル内でガス発生し、発火の危険性が高まります。
・廃棄時の注意
リポバッテリーを長期間使用することはおすすめできません。
中でガスが溜まり、爆発する危険性があるからです。
セルの一部が膨らんできたと感じたら、該当セルの電圧を確認し、問題があった場合は廃棄しましょう。
廃棄する際は、塩水に2〜3日つけて放置し、気泡が完全に出なくなったこと確認してから取り出します。
その後、コネクター・端子の部分にテープなどを巻き、絶縁してから処分します。
処分する際は、各自治体のゴミ・資源の出し方に従いましょう。
まとめ
いかがでしたか？
リポバッテリーには、5500mAh 22.2V 30C 6Sなどの細かな表記があります。
ご自身の利用目的に合った規格のバッテリーを選びましょう。
また、リポバッテリーは危険なものです。
取り扱いには十分注意し、廃棄する際もしっかり処理しましょう。
