バッテリーの充電について

質問

容量の違うバッテリー２個を直列につないで、一度に満充電にすることは可能なのかおしえてください。
また、過放電とか過充電の状態についてわかりやすくおしえてください。

回答No.1

assamtea · ベストアンサー

こんにちは。

容量の違うバッテリー複数個を直列に繋いで一度に満充電することは出来ません。
ただし、一番大きな容量に合わせて充電をすれば、それよりも容量の小さな容量
のものは過充電になりますが、充電できるとも言えます。

以下、理由ですが直列接続すると言うことは、１本の線で繋いでいますので、全ての
バッテリーに流れる充電電流は同じになります。

また、バッテリーの化学変化は、下の右から左が充電、左から右が放電になります。

２ＰｂＳＯ4+２Ｈ2Ｏ→Ｐｂ＋２Ｈ2ＳＯ4＋ＰｂＯ2

反応の進む量は流した電気と比例するので、バッテリーの容量が違っていても、
起きる化学反応（充電の量）は同じになります。

過放電とは、バッテリーの能力の限界まで上の化学反応を右から左に進めるような
反応です。放電とは陽極であるＰｂＯ2と陰極であるＰｂが電解液である希硫酸と反応
して、ＰｂＳＯ4とＨ２Ｏとして電解液中に溶け出す反応ですが、バッテリーの性能を
上げる為にはこの化学反応がスムーズ進むように、電極の表面積は多いほどいい
ことになり、陰極の鉛は海綿状にしています。

過放電と言われる状態にすると、電極が反応し過ぎて（電解液中に溶け出し）充電
しても電極が元のような、海綿上にならず性能が落ちてしまうことです。

反対に過充電は、上の化学反応が左から右に進む反応ですが、電解液は希硫酸で
あるため、水で薄められています。
ですから、充電時は水の電気分解も行われていますが、充電が終わってもなお電気
を流すと言う過充電の状態にすると、全ての電気が水の電気分解のために使われる
ため、急激に酸素と水素の気体が発生します。
気体が発生していると言うことは、電解液である希硫酸中の水が減りますし、硫酸の
濃度も必要以上に高くなってしまいます。　さらに、急速充電みたいに急激に反応を
進めるとこの発生ガスによってバッテリー内の圧力が上がり、最悪の場合は破裂に至
りますし、まわりで静電気の火花など着火元になるものがあれば、水素と酸素が反応
して爆発します。

補足

回答頂きありがとうございます。わたしの持っている充電器に１２Ｖと２４Ｖの表示があったものですから疑問に思い質問しました。わかりやすくお答え頂きいたみいります。
最初から質問に載せていればよかったのですが、
並列つなぎにて充電した場合は満充電できるのでしょうか。
また、中途半端な放電状態での充電はメモリー効果（言葉は正しくないかもしれません）により好ましくないともききますがどういうことなのか、理屈がわかりません。
よろしければご教示ください。

回答No.3

noname#2748

並列の場合は充電器に電圧制御機構がある場合は必ずしも不可能ではありません。ただしこの場合急速充電などは出来ませんし、容量の小さいほうのバッテリーの充電電流が規定値になるように電流を調整する必要がありますので、２個同時に充電しても必ずしも時間が短くてすむとは限りませんし場合によっては、別々に充電するより長時間掛かる可能性もあります。

過充電とは電池の充電終止電圧（これ以上高い電圧にしてはならないという電圧）を超えてさらに充電が続き電圧が上がりすぎる状態を呼びます。電流が小さくても電圧制御のなされていない充電器で長時間に渡り充電を続けると電池の電圧は徐々に上がり許容値を超えてしまいます。これが過充電で多くの場合電池に致命的なダメージを与えます。トリクルチャージ機構を備えた充電器では一旦終止電圧付近まで電圧をあげた充電を行い、その後電圧監視をしながら微小な電流で充電を続け、完全充電の状態を維持します。自動車用の鉛バッテリーなどには最適な方法です。ちなみに自動車用の１２Ｖバッテリーの充電終止電圧は１５.５Ｖ（機種により若干ことなる場合がある）程度です。最近のメンテナンスフリータイプのバッテリーは過充電にきわめて弱い特性があるので特に注意する必要があります。

過放電とはある一定の電流を保って放電を続けた状態で一定の電圧（放電終止電圧）に達した以後にさらに放電を続けた状態のことです。よく言うバッテリー上がりの状態がこれにあたります。過放電状態も短時間であればそれほどバッテリーにダメージを与えることはないのですが、長期間放電したままの状態で放置しておくと放電により生成される硫酸鉛が極板上で大きな結晶になってしまい、正常な充電によって還元することが出来なくなってしまい（サルフェーションと呼び極板が白っぽくなります）その部分はだけ容量が減ってしまうことになります。この部分を元に戻すには高い電圧で充電する必要があり、これは正常な部分を破壊することに繋がります。すなわちこのようになったバッテリーは続けての使用が出来ないということです。

また、充電にあたっては電解液の量を事前に確認し、アッパーレベルまで補充してから行いましょう。液不足のままで充電すると電解液濃度が異常に高くなり、極板をいためたり、最悪の場合、極板が液の外に露出した状態では内部で短絡が起こり、充電時に発生した水素ガスと酸素ガスの混合気（非常によく燃えます。爆発的に）に引火して破裂事故などの原因になります。このようなことになると内部の電解液（希硫酸です）が飛び散り、万一目に入った場合などは失明の危険もあります。

充電は換気のよい火気のない屋外で行うことが原則です。また周囲に引火の危険のあるものなどがない状態にしておくべきです。人がいる屋内で行うことは先に述べた爆発の危険性以外にも、過充電や、バッテリーの異常などによって発生する有毒ガス（亜硫酸ガス）を吸い込む危険性があるので出来る限り避けましょう。充電器をバッテリに接続したりはずしたりする場合や、車両に充電済みのバッテリーを取り付ける場合などは必ず電源を切り、火花を発生させないように気をつけましょう。小さな火花でも水素などのガスが充満した状態では簡単に爆発します。

身近にあるもので特に危険とは思えないようなものですが、取り扱い方を間違えると危険ですので十分な注意をして取り扱いましょう。

お礼

回答頂きありがとうございます。
トリクルチャージ機構を備えた充電器は便利そうですね。

回答No.2

assamtea

こんばんは。

＞わたしの持っている充電器に１２Ｖと２４Ｖの表示があったものですから疑問に思い質問しました。

１２Ｖ，２４Ｖの切替があるのは、１２Ｖバッテリを使用している乗用車や、２４Ｖバッテリを使用しているディーゼル車やトラックのバッテリも充電出来る為と思われます。

＞並列つなぎにて充電した場合は満充電できるのでしょうか。

容量の違うバッテリは、直列にしても並列にしても都合よく充電することは出来ません。
並列に繋ぐと、内部抵抗の逆数の比率で充電電流が流れますから、それぞれのバッテリが一杯になる時間に差が出ますから、ほっておけばどちらかが過充電になります。

＞中途半端な放電状態での充電はメモリー効果（言葉は正しくないかもしれません）により好ましくないともききますがどういうことなのか、理屈がわかりません。

メモリー効果は、一般的にNiCdバッテリやNiMHバッテリに発生するもので、一般的な車のバッテリである鉛蓄電池は考えなくてもいいです。
メモリー効果については、検索で、「電池」and「メモリ」などとすれば一杯引っかかってくると思います。

お礼

重ねての回答ほんとうにありがとうございます。２個を一度で充電するのは難しいのですね。

中途半端な放電状態ではいけないときき、完全に電池を放電させる方法を考えていましたが、メモリー効果は一般的な車のバッテリである鉛蓄電池は考えなくてもいいとのこと、勉強になります。いろいろご教示ありがとうございました。