今回は、エネループライトの繰り返し性能について実験だ!

　三洋電機のニッケル水素電池「eneloop(エネループ)」と、容量は少ないが安い廉価モデル「eneloop lite(エネループライト)」の両者と比較し、どちらを使ったら良いかの比較をお届けしているこの連載。これまでに行なった実験で分かったことは、次のとおりだ。

　　・自己放電は少なく、製造から半年経っても電池容量は95%程度。乾電池と同様に買ってスグに使える
　　・電圧は安定しているが、残量が残り少なくなるとすぐ電池切れを起こす
　　・エネループライトの電池容量は、本当にエネループのほぼ半分
　　・連続使用しても間欠使用しても、電池寿命に大差はない
　　・電圧は乾電池より0.2V低いため、モーターや電球などでは、乾電池よりも能力が落ちる場合がある

　というわけで、両者は電池容量と価格の差はあれど、それ以外はほとんど同じ性能、ということが、現時点では分かっている。

　さて今回のテーマは、充電と放電を繰り返すと、どのぐらい性能が落ちるのか?　を試してみよう。というのも、メーカーではエネループが1,500回、エネループライトが2,000回まで繰り返しの使用が可能と発表しているが、実生活において、何回使ったかをカウントし、どれだけ能力が低下しているのかを知るのはほぼ不可能だ。

　そこで、約2週間に渡り、100回の充放電を繰り返す実験を行なったので、繰り返し使用における能力の劣化具合、つまり、どれだけ繰り返し使用に耐性があるかをお届けしよう。結果を先に言ってしまうと、確かに性能の劣化がグラフに現れているものの、実使用ではほとんど問題ないレベルであることがわかった。ぜひとも目を通していただきたい。

　そして、この実験を繰り返すうちに、エネループシリーズの性能を最大限発揮させるポイントが2点偶然見つかった。それは、「パフォーマンスを最大限に引き出すには5回ほど充放電を繰り返す」、「同じ電池は同じ機器で使い続けると性能を発揮できる」ということだ。これについても、実験にて紹介してこう。

■【実験その6】電池の性能を引き出すには放熱が大事

　というわけで、さっそく充電と放電を繰り返す実験に挑戦だ。

今回用意した実験装置がコレ。消費電力の少ないプラレールや豆電球の代わりに、「抵抗」という部品を組み込んでいる。でも、あることを忘れていて、実験は失敗してしまったのだ

　実験装置は、パソコンで制御できるスイッチボックスに、テスターとなるエネループorエネループライト、充電器を装着。さらに、電子部品「抵抗」を組み込んだ。抵抗とは、ごく簡単にいえば消費電力を調整できる装置で、写真中の白く細長い箱状のものがそれに当たる。なぜ、今まで使ってきたプラレールや豆電球を使わないかというと、省電力すぎて、電池を使い切るまでに時間がかかるためだ。

　実はこの装置、最初は失敗しちゃいました(笑)。でも、失敗した原因を探っているうちに「得られたもの」があったので、あえてこの失敗例を記事として掲載させていただこう。

　まずは失敗となった、エネループでの実験のグラフを見てもらおう。

これまでの実験では、電圧の変化はキレイなカーブを描いていたが、なぜかグチャグチャのグラフに。使える時間も極端に短い。失敗なのでExcelのグラフそのままで、生々しくどうぞ(笑)

　これはどう見ても失敗だ。通常なら2～3時間使えるエネループなのに、1時間も使えていない。グラフは過去の実験の曲線とは大きく違い、ガタガタになっている。

　アレコレ原因を探っていること数日が経ってしまい、ようやくそれらしき原因が分かった!　それは「何でこんな風になるんじゃ!」と電池を触ったときだ。

　満充電したての電池は風呂より熱くて触るのがやっと。電池はアツアツだと性能が極端に悪くなるのだ!

満充電した直後の電池は、触れないほど熱くなる。ただし、充電器には温度センサーがついており、高温になりすぎると自動的に充電を中断する機能がついているため、危険というわけではない

　電池は化学反応を応用して電気を発生させているが、一般的に化学反応は、温度が高いと活性化し、低温だと穏やかになる。具体的な例でいえば「水」。0℃以下では氷になり、100℃になるとグツグツ煮え立つを思い浮かべれば、よくわかるだろう。これと同じコトが、電池にも言えるのだ。なにより電池や機器の注意書きに「気温が高い場合は性能に影響がある」なんて注意書きをよく見かけるし、「マイナス○℃でも使える!」なんて謳い文句もある。

　というわけで、満充電したときの電池の温度が問題じゃないかということで、実験装置を改良し、パソコン用の冷却ファンを追加してみた。

満充電した後、30分間送風して室温にしてから、電池を計測するようにした。結果、これから紹介するように、キレイな曲線のグラフが描けるようになったのだ

　というわけで、車のダッシュボードの上に携帯電話やデジカメ、はたまた電池そのものを放置したりすると、目には見えないがグラフのように機能を発揮できないのだ。電池を手にして熱いと思った時は、冷ましてから使うようにしよう。

■【実験その7】買ったら5回ほど充電、これで性能がフルに引き出せる

　改良した実験装置でキレイなグラフが描けるようになったので、ここからがいよいよ本番。充放電による繰り返し性能の実験をしていこう。

　実験に使ったのは、開封したてのエネループライト。本来ならエネループでも実験したいところだが、電池容量が多くて使い切るの時間がかかるため、今回はエネループライトのみ使うことにした。ヘタレですいません……。

　まずは、エネループライトを充放電を7回繰り返したのが次のグラフだ。

開封直後の電池は5分しか持たなかった電池(赤の線)が、1回充電すると52分(オレンジ)、2回充電し3回目の利用だとグラフがガタガタになるも4時間半以上(ピンク)、4回目ではキレイなカーブを描くようになった(青)

　特徴的なのは、開封直後の1回目～5回目だ。1回目はグラフ左下の赤い線で、わずか5分で終止電圧になったが、充電して2回目の利用では52分(オレンジ)に、3回目ではグラフがガジガジになっているものの(ピンク)、4時間半以上使えるようになり、4回目からキレイなカーブを描くようになっている(青)。さらに5回目では4回目よりわずかに高い電圧を維持するカーブになった(紫)。

　このグラフから言えるのは、買ってスグ使えるが、5回ほど充放電するとパフォーマンスを最大限引き出せる。

　という点だ。実は、ニッカド電池も「3、4回充放電を繰り返えしてから使う」ということが昔から言われていたが、ニッケル水素電池にも言えるようだ。ということで、

パフォーマンスを最大限に引き出すには、5回ほど充放電を繰り返す!

　もし充電器に、電池を完全放電した後、再度充電し直す「リフレッシュ充電機能」があれば、これを5回繰り返してもOKだ。(エネループライトに付属の充電器にはこの機能がない)

　ただしこのグラフは1.0Vの終止電圧まで使ったものなので、ちょっと使って継ぎ足し充電を5回繰り返した場合だと、最大限にパフォーマンスを引き出せるか不明。気になる方は、自由研究の課題にして欲しい。また「無駄に5回も充放電したら繰り返し使える回数が減るじゃないか!」という人がいるかもしれないが、エネループは1,500回、エネループライトは2,000回使えるということを考えれば、そこまでムダにはならないだろう!

　それにしても「新品が一番高性能と言えない」とは……充電式電池は、実に奥が深い。もう余裕で「30ヘー!」ぐらいか!?(古い……)

■【実験その8】できるだけ同じ機器で使ったほうが長く使える!

　さて7回目の利用まで充放電を繰り返してきたが、ちょっとヤバいことに気がついた。放電して充電して、電池を冷やしてを繰り返すと、ワンセットの実験が6時間だ。1日24時間計測していても100回の充放電を繰り返すのに600時間!　つまり25日かかるって計算だ。

　原稿の締め切りは余裕でブッちぎり!

　いやいや、我ながらポカミス(笑)。ということで、より消費電力を多くするために抵抗を5Ω(オーム。抵抗を表わす単位)から3Ωに変更して、実験を継続した。

　ところで、読者の中に「何で抵抗を下げると電気の消費量が増えるの?」と疑問に思う人がいるかもしれないが、これは理科の授業で習った「オームの法則」を当てはめれば分かる。オームの法則で電流を求める公式はI=E÷R(電流=電圧÷抵抗)なので、電圧1.2Vのエネループライトで抵抗を5Ωから3Ωに下げると、電流は0.24A→0.4Aに上がる。そのため、使用する電力が増え、電池の消費が早くなる、というわけだ。

　結果、「これまで4時間半かかっていた時間が2時間になったワイ」(グラフ中の赤い線)と喜んでいたのだが、充放電を繰り返すと、どんどんパフォーマンスが上がってきて、なんと3時間まで伸びてしまった(赤、オレンジ、ピンク、青の順)!

　エネループユーザーにとってはうれしいことだが、筆者にとっては締め切りに間に合わない緊急事態!

　そこで24回目からは抵抗を2Ωに変え、さらに消費電力を高くしてみる。

抵抗を5→3Ωに変えて実験すると、変えた直後は2時間だったが3回も充放電すると3時間も使えるように!	今度は抵抗を3→2Ωにすると、変えた直後は赤とオレンジの線のように2時間オーバーまで持っていたが、充放電を繰り返すうち、1時間50分に集約された

　うわわ!これでも放電に2時間!　ということで、35回目以降は1Ωに変えて、締め切りの帳尻あわせをさせてもらった。以下のグラフは、1Ωの抵抗でエネループライトを20～30分で使い切るという大消費電力で充放電を100回まで繰り返したものだ。

ズルは一切せずに律儀にデータを取った結果、絡まったタコ糸よりタチの悪いグラフができた!　でも、これじゃあ傾向を掴みようがないので、これから1本1本絡んだ紐を解いていきます

　しかし、これだと線が入り組んでいて分かりづらい。改めて、10回ごとに色分けしてみたのが次のグラフだ。

上のグラフを、10回毎に色分けしたのがこちら。再度30回台は赤紫(マゼンダ)、40回台はオレンジ、50回台はピンク、60回台は青、70回台は緑、80回台は紫、90回台はグレー。100回目はどこにあるのかわからなくなってるけど、終止電圧が18分辺りの黒い線がそれだ

　何回か充放電を繰り返すうちに、パフォーマンスが上がった後で、徐々に使える時間が短くなっている傾向が見て取れるだろう。30回台(赤紫)は、抵抗を変えたのでしばらく短命だが、やがて15分に乗る。その後もパフォーマンスがよくなり、40回台(オレンジ)は25～30分をマーク。50～70分台(ピンク、青、緑)はバラつきがあるものの、20～30分台に収束している。

　しかし、80回(紫)は突如寿命が短くなり、17分あたりにまとまっている。90回台(グレー)になると、若干寿命が延びるものの、20分に届かないあたりに集中しているのが分かるだろう。

　まとめれば、充放電を繰り返すと、パフォーマンスがよくなったり悪くなったりを繰り返し、徐々に性能が落ちてくるような感じだ。

　さて性能の劣化の詳細は後述するとして、興味深いのは途中何回か抵抗を変えた直後のグラフだ。締め切りの帳尻合わせて偶然に見つけた産物である!(笑) 次のグラフの矢印に注目して欲しい。

抵抗を5Ω→3Ωに変えた直後(矢印部分)は、極端に使える時間が短くなっている	抵抗を3Ω→2Ωに変えた直後は、なぜか使用時間が延びている

抵抗を2Ω→1Ωに変えた直後も、5Ω→3Ωの時のように、使える時間が短くなっている

　いずれも抵抗を変えた直後、1～3回は極端に使える時間が短くなるが、開封後のときと同様に4～5充放電を繰り返すと寿命が延びて、そこで安定する傾向にある。3Ω→2Ωに変えたときは、通常より長い寿命になっているが、その後数回使用することで、グラフは安定傾向に変わっている。このことを考えると、以下のようなことが言えるのではないか。

【エネループ使い方裏技　其の二】

　できるだけ同じ機器で使った方が経済的!

　具体的に言えば、それまで比較的消費電力の少ないICレコーダで使っていたエネループを、消費電力の多いデジカメに入れたりすると、本来の寿命より短い時間で電池切れになってしまうのだ。これはあくまで抵抗で実験した結果であるが、おそらくそれに近い症状が現れるだろう。

　このように今までとは違う機器にエネループ入れる場合、本来の寿命で使おうと思ったら、デジカメに入れたエネループを3～4回ほど充放電させるとパフォーマンスを最大に引き出せるハズだ。とはいっても、これは理論上の話なので「実際にやってみて効果が出た!」という読者は、編集部までぜひご一報を!

　賢い使い方としては、「このエネループはデジカメ専用!」と決めてしまうといい。こうすると開封後に4～5回充放電するだけで、デジカメ用の電池として最大限のパフォーマンスを引き出せることになる。人間には生涯所得なるものがあるが、エネループの場合は生涯駆動時間をより稼ぐポイントは、○○専用の電池として使うことにあることがいえるだろう。

　今回紹介した2つの裏技は、第4回で紹介する「メモリー効果」(機器が電池容量を少なく認識してしまう現象のこと。詳しくは次回!)と深く関連してそうだが、好意的に言えば「エネループは機器の特性に合わせて学習する」と考えてもいいかもしれない。人間と同じで、できるだけ慣れた環境、つまり機器で使ってやると、エネループも元気に働いてくれるようだ。

■【実験その9】繰り返し仕様で確かに性能は落ちるが、100回程度なら実使用に問題なし

　最初の実験失敗からおよそ2週間。ようやく100回の充放電を終えたエネループライトができあがった。我ながら、原稿料の採算を度外視した実験だ(笑)。

　さて、39回目以降は電気を早く消費するために抵抗を1Ωとしてきたが、よりキレイな曲線を見るために、15回～20回くらいで使っていた3Ωに変えて、使い始めと比べてどのぐらい劣化したかを比較してみよう。

放充電101～107回目と16～20回目の電圧の比較(抵抗はいずれも3Ω)。その差は10分以上と、使用時間に明らかな違いが現れている。なお101～103回目は抵抗を変えた直後なので、極端に使用回数が短くなっているため、104回以降で比較している

　ここまで読んでいただいた読者はお分かりのとおり、101～103回は抵抗を1Ωから3Ωに取り替えた直後のデータなので、赤、オレンジ、ピンクのデータは無視していいだろう。比較すべき対象は、性能が安定した104～107回目の青系の線だ。比較元となる15～20回の曲線は緑系の線となっている。

　エネループライトは繰り返し充電2,000回と言われているので、その1/200回の実験を行なったことになるわけだが、およそ10回目と100回目付近では、寿命の差はおよそ15分ほど。途中の電圧も、差はわずかであるが、100回使ったエネループライトのほうが低くなっている。これは、明らかに劣化と言えるだろう。

　ただ、限界の2000回まで繰り返したとき、劣化が加速するのか?　持ちこたえるのか?　はたまた、このままの割合で劣化し続けるのかについては、さらに実験を繰り返す必要がある。しかしあと1,900回充放電を繰り返すとなると、実験に3,800時間が必要なのでざっくり数えて158日。うひー!　およそ半年も実験し続けねばならないので、今回のレポートはここまでで勘弁してください!

　また、実験はできなかったものの、エネループでもおそらくエネループライトと同様の結果になるだろう。こちらも時間の都合上、残念ながら紹介できないので、各自の自由研究でお願いしたい。

　とはいえ、この長期にわたる実験で分かったことは、キッチリ終止電圧で使っていれば、確かに能力は落ちるものの、そこまでの劣化を感じられないということだ。利用可能な時間を割合で表わすと、100回充放電後の性能は91%。デジカメなら当初200枚撮れていたとすれば182枚で電池切れ、携帯音楽プレイヤーなら15時間再生できていたのが、13時間40分になったぐらいの感覚になる。これは、誤差といってもいいレベルだろう。寿命にはまだ程遠く、元気いっぱいのエネループと言える。

　なお、今回のデータは、専用の装置を使ったあくまでも実験上でのもの。実生活では、不確定要素がたくさんある。これまでも見てきたとおり、次のような要因だ。

・夏場の暑い時期に何回も充放電を繰り返した場合(冒頭の実験失敗の原因)
・電池を使う機器を取っ替え引っ換えした(「裏技」の項でも述べた通り、同じ機器に使う方が良い)
・終止電圧の1.0Vを越えて過放電させてしまった(第2回目を参照)

　これらの要素が加わると、エネループは1,500回、エネループライトは2,000回を下回ってしまうことも多々あるということを覚えておこう。100回も使ったらもうダメになったという場合は、使ったときの気温が高かったことや過放電を起きたことを疑がってみるといい。

【10月20日 訂正】
　初出時、エネループの繰り返し使用回数を問う記述がありましたが、エネループはJIS規格に基づき三洋が行なった試験において算出されています。訂正するとともに、読者のご教示に感謝いたします。

■【おまけ】エネループ人形は残念ながら売ってません……

この“エネループ人形”は売り物ではなく自作。そのためお売りできませんが、1本1万円くれたら喜んで作ります(笑)

　さて、このエネループの長期レビューの看板ともなっている「エネループ人形」。先日某社の編集者から「どこの造形屋さんが作ったの?」電話がかかること2人、Twitterで「これ売ってるんですか?」ダイレクトメッセージも数件。ネットでもコレ何?　と噂になっていたので裏話を。

　実はコレ、俺が作ったヤツです(笑)。家電Watch編集部のS氏が「なんかこう……。エネループとエネループライトが競い合ってるような写真撮っといてくださいね」と伝言を残し、ヤツは翌日から遅い夏休みに入ってしまった……(今度会ったらオシオキだ!)。「なんだよ!それっ!」なオーダーだが、工作が大好きな筆者の創作意欲に火がついた。で悩んだ末に、作ったのがコレってワケ。ということで、ドコにも売ってないし、世界に1個しかないのでお売りすることもできません。ゴメンナサイ――。1本1万円くれたら喜んで作りますが(笑)。

　ちなみに材料は、1mmのアルミ製針金と紙粘土、そしてホットボンドです。きちんと自立するものもあるけど、撮影時には細い透明なアクリル棒を使い支えているものもある。

■エネループにするかライトにするか迷っている人は、来週まで待って!

　これまで3回に渡ってレポートしてきた、エネループとエネループライトの長期レビュー。次回は最終回!　ふぅ。これでやっと1カ月ぶりにパソコンの電源が落とせる(笑)。

　テーマは、次の2本だ。

・メモリー効果が少ないって本当?
・エネループライトが安い本当のワケ

　エネループにしようかライトにしようかを迷っているアナタ!　恐れ入りますがあと1週間待っててください!　「エネループライトが安い……けどちょっと……」ってとこが次週で明らかになる!

　また今回の記事には掲載できなかったけど、皆さんからいただいたご質問などのメールに応えるべく「寿命を見極める方法」についても紹介する予定!　乞うご期待!