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ＵＰＳバッテリーの内部抵抗について
こんにちは、 １． 経過年数に従い、ＵＰＳバッテリーの内部抵抗は増加します。その理由は？ ２． バッテリーの周囲温度が高くなると、交換期間が短くなりますが、その理由は？ すいませんが、ご教示願います。
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他の方からのお答えにもあるとおり、バッテリーは化学反応によって起電力を得ています。最も一般的な鉛バッテリーの例をとって説明しますが、バッテリーの内部には正負電極と電解液が入っていますが、電極はＰｂＯ²（二酸化鉛）がプラス極 Ｐｂ（鉛）がマイナス極で電解液としては希硫酸が使われています。それぞれの電極はできるだけ反応に寄与する表面積を増やすために、プラス側は粉末状の二酸化鉛を電極の基材に塗布したもの、マイナス極には海綿状鉛というスポンジのような構造を持った鉛が使用されています。これらが放電の際には希硫酸と反応して両極とも硫酸鉛に変化、充電のときはその逆の反応が起こるわけですが、反応の際に電極の海綿状の構造や微粉末の状態がまったく同じ状況で再現されるのであればいいのですが、実際には繰り返すうちにこれらの状態が少しずつ崩れていき、極板の実効表面積が小さくなっていきます。これはすなわち電池自体が小さくなったのと同様で、内部抵抗も電池容量も減少します。特にこれらは使用限度超えた深放電や無理な急速充電では顕著です。また、電池温度が高いほど顕著に現れます。これは、深放電や過充電では、反応によって生成される物質が大きな結晶に成長してしまい、反応に寄与できる面積が小さくなるためです。また、化学反応の進行速度が温度に依存する性質があり、ある程度までは温度が上がるほど進行速度が速くなります。この場合もできるだけ微細な状態に保ちたい活性物質が大きな結晶に育ってしまう原因になるからです。 この傾向は他のバッテリーにおいてもおおよそ同じ傾向にあります。
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- sailor
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補足についてお答えします。実際には内部抵抗だけで単純に判定はできませんが、ある程度の指標にはなるでしょう。バッテリーの点検を行う際には極板の状態や電解液の量や比重などの点検を含め、完全充電された状態のバッテリーにバッテリー容量に応じた負荷をかけ一定時間規定の電流を流したときの電圧の降下をみて判断します。 市販のバッテリーテスターなどはこの方式を用いるものが殆どです。
- outerlimit
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バッテリは化学反応を利用して 電気→物質の変化 物質の変化→電気 を行っている事をお忘れにならないように その上で 内部抵抗は 純電気抵抗ではありません、化学反応の反応し易さ・電極の状況を 等価的に抵抗と表現しています これが理解出来れば、それが両質問の答えです なお、UPSのバッテリは 特殊なものを使っているわけではありません 一般産業用の鉛シールバッテリです 動作時は 超過負荷状態になりますから 数回の動作で寿命です（無付加では動作するが、負荷を接続すると短時間で停止する）
＞１． 経過年数に従い、ＵＰＳバッテリーの内部抵抗は増加します。その理由は？ 鉛バッテリーならサルフェーションが考えられます ＞２． バッテリーの周囲温度が高くなると、交換期間が短くなりますが、その理由は？ よく分かりませんがUPSの動作環境に下限温度～上限温度が注意書きでありませんか バッテリが給電・充電できる許容範囲だと思います
- oobasan
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厳密には違うかもしれませんが、バッテリーは極板という金属と電解液がふれあって発電（充電）しています。 時間がたつと極板が錆びてきて電気の流れが悪く（内部抵抗が多く）なります。 温度が高いと錆の進むのが早くなります。これも程度によります。
補足
お返事有り難う御座います。 了解しました。 バッテリーの内部抵抗のみを測定すれば、交換時期、残量がわかるのでしょうか？
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お礼
＞これはすなわち電池自体が小さくなったのと同様で、内部抵抗も電池容量も減少します。 内部抵抗は増加するのですね。
補足
お詳しいご説明有り難う御座います。 よくわかりました。更に、下記についてご教示頂きましたら幸いです。 バッテリーの内部抵抗のみを測定すれば、交換時期、残量がわかるのでしょうか？