知っておきたいドローンのバッテリーの正しい使い方

ドローンに搭載されているバッテリーは、皆さんが日ごろから見慣れているものとは少し違いますよね。

こちらはリチウムポリマーバッテリー(通称:リポバッテリー)と呼ばれるもの。

産業用のロボットなどにもよく使われているので、ドローンに使用されていることも納得ですね。

実はこのリポバッテリー、使い方によっては驚くような事故にもつながりかねません。

安全な取り扱い方法について、紹介します。

“普通のバッテリー”との違い

現在、世界中で広く使われている電池の一つに、リチウムイオンバッテリーというものがあります。

その仕組みについては割愛しますが、いわば電気の素(液体)がタンクにジャバジャバ詰められいてる状態の形状のものを指します。

リチウムイオンバッテリー 互換 ユアサYTX4L-BS YT4L-BS NSR250R リトルカブ FTR250 RG250γチョイノリセピアZZ リモコンジョグZR アクシス90 DIO(AF18,AF25 AF27 AF28 AF62)TODAY NS-1

リチウムイオンバッテリー

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リチウムイオンバッテリー

パソコンや車など、その用途は非常に幅広く、今や社会を支えているほどのシェアを誇る重要な存在です。

そのリチウムイオンバッテリーの親戚にあたるのが、リチウムポリマーバッテリー、通称”リポバッテリー“。

機能的な大きな違いはほぼありませんが、根本的に違うのは先ほど出てきた「電気の素」が、液体ではなくジェル状のものであるということ。専門的には高分子ポリマーと呼ばれる状態です。

今ではスマホやタブレットなどのモバイル端末はほぼすべてこのリポバッテリーが採用されています。

基本的な見た目はこんな感じ。

Fm-08 フライングスターmini 3.7V 70mA リチウムポリマー

リチウムポリマーバッテリー

バッテリーを覆うアルミ箔のようなものは、ラミネートというパッケージ。

もちろん商品によってはさらに外装に包んだりしますが、このラミネートの中に電極と、ジェル状のポリマーが入っています。

電気を発生させる仕組みはほかのイオンバッテリーと変わりませんが、このジェル状のポリマーのメリットは、軽く、自在に形状を変化させられること。

近年、我々の使用する機器はモバイル化が進み、用途に応じた形状のバッテリーを製造することが求められていました。

特にスマートフォンの構造はその体積の半分を占めるくらい、バッテリーに場所を取られてしまいます。

そこで薄くて、軽くできるポリマーバッテリーはうってつけなのです。

また、ジェル状である利点としては「反応密度が高い」という点もあげられます。

説明は割愛しますが、液状よりもジェル状のほうが電気を出しやすい性質なのです。

BBQをするときにもゼリー状の着火剤があると思いますが、あんな感じです。

その着火剤のイメージを思い浮かべてもらったところで、リポバッテリーのちょっと危険な点についてもご紹介します。

危険!リポバッテリーの事故例

許容量オーバーによる発火事例

まずはこの映像をご覧ください。

東京消防庁の実験で、模型用のリポバッテリー(許容2200mA)を、コネクタが一緒のニッケルカドミウムバッテリー(ニカド電池)用(6000mA出力)に誤って接続した場合の事故検証動画です。

簡単に言えばこれは、受け取る側(リポバッテリー)の許容量に対して、渡す側(ニカドバッテリー)の出力が大きすぎたということ。

これがリポバッテリーではなくアルカリ電池だった場合はこれほどの事態になる可能性は低いのですが(ゼロではありません)、ここで大きな火柱が発生した原因は、先述した「ジェル状ゆえの反応密度の高さ」にあります。

基本的に異なる種類のバッテリー同士はコネクタの形状が異なるので、このような事態が起こることもそうそうありませんが、万が一のこともありますのでくれぐれもご注意ください。

損傷による発火事例

こちらはバッテリーが原因ではなく、コントロール不良が発端で墜落し、その衝撃でバッテリーが損傷・発火したケースです。

リポバッテリーは外部の衝撃に弱く、さらに反応密度が高いため、このように大きな衝撃を受けると、他のバッテリーに比べて発火する可能性が高いのです。

これはほんの一例ですが、調べてみると事故によるリポバッテリーの発火事例はとても多いことがわかります。

内部構造欠陥による発火事例

SamsungのスマートフォンGalaxy Note 7が爆発して回収騒ぎになったこと事件がありました。

https://matome.naver.jp/odai/2147277268941922301

本件の原因は内部構造の欠陥だったことが分かっていますが、それでなくともリポバッテリーは設計上膨張することが想定されています。

これは、長期間の使用に伴いバッテリー内部に徐々にガスが発生するからだそう。

製品を通常に使用するなら問題ないようですが、最初に紹介した実験のように少しでもまちがった使い方をすると、発熱を伴って短時間で過剰にガスが発生します。

※上の実験動画で発生する00:20~の爆発は、バッテリーパックがガスの内圧に耐えられずに破裂したことによるもの。

過度な発熱が発火を引き起こすのは当然ですが、発生したガスに引火することでさらなる惨事に繋がる可能性もあります。

注意すべき間違った使い方

「間違った使い方をしてはいけません」と注意されても、「無意識にちょっと間違った使い方」をすることはありえると思いませんか?

例えば

  • 経費削減のため、推奨されてないサードパーティ製のバッテリーを使う
  • 同じく推奨されていない、充電器を使う
  • 真夏のロケ先で、高温の車内にバッテリーを放置する
  • 撮影の撤収に急ぎ乱暴にバッテリーを収納した
  • バッテリーを収納する際、鋭利な工具や部品が入った入れ物にそのまま同梱した

…など、身に覚えのあるものが一つや2つはあったのではないでしょうか?

保証外の製品を使うことも控えないといけないですが、意外と気を付けたいのはバッテリー使用後や充電後にガスが発生し、多少膨張した状態にもかかわらず、乱暴に扱ったり傷をつけるような状況にさらすことです。

もしバッテリーが損傷し、もしくは損傷しそうな状態で使用すれば、機器駆動中にガスの噴出→発火という事態になりかねません

ドローンという上空に高く飛ぶことができる性質上、なおさら注意したいですね。

安全に使うために

ここからは、ドローンのバッテリーを安全に使うために守るべきポイントを紹介していきます。。

バッテリーはリポバッグに入れよう!

リポバッグとは消防士が着る服と同じような防炎性の素材でできている袋。

これにより延焼を防ぐことができます。

さらにハードケースなどにいれるとかなり安心です。

衝撃厳禁

機械を扱うものとしてすべての基本であり、すべての事故の発端になりえます。

リポバッテリーは裂傷にも弱いので、さらに注意が必要です。

ドローンの着陸時にも平坦な地面やランディングパッドの上で、なるべく静かに着陸させましょう。

長期間保存する際には、バッテリーを70%くらいにしておく

バッテリーは過充電、過放電による影響で劣化や膨張を伴います。

70%前後で保存しておくと健康的です。

高温の室内に放置しない

熱のこもった室内などの環境にバッテリーをおかないようにしましょう。

特に気温25℃を超える高温環境では、車内や密閉空間では断続的にもっと暑くなることが考えられますので要注意です。

また、当然直射日光にさらし続けることも厳禁です。

まとめ

高効率の裏には高リスクが潜んでいたリチウムポリマーバッテリーのお話でした。

機械が動くために最も大切な部分がバッテリーです。

ドローンを使う上で、絶対に避けては通れないバッテリーとのお付き合い。

ぜひとも、十分に注意し、安全に扱ってほしいと思います。

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