最近は100円ショップでアルカリ乾電池を安く買う事ができるようになりました。「でも、たった100円だと安かろう悪かろうじゃないの?」という気もします。100円ショップでも、4本100円のものや2本100円のものもあります。昔ミニ四駆をやっていた頃に実感していたのが「やっぱアルカリ電池はPanasonicの『金パナ』でしょ!」という「金パナ神話」。確かに金パナは当時の他のアルカリ電池より数段性能が良く、レースで使用するには欠かせない存在でした。そこで本当に今でも単価を見ても非常に高価な金パナの性能は良いのか、値段相応の価値があるのか?100円ショップのアルカリ電池の性能は安かろう悪かろうなのか?本ページは、その疑問を解消すべく電池の性能試験を行ったレポートです。電池の性能を比較すると言っても様々な方法があります。機器で使用する場合と近似の状態での放電特性を計測することにします。計測結果の研究の段階では、デジカメ等の電子機器での使用状況にも触れて比較してみます。電池をセットすると、残容量チェックの緑ランプが点灯。放電開始スイッチを押すと負荷と接続され放電開始。赤の放電ランプが点灯。点かない(または放電回路が保持されない)と電池容量が終止状態を超えている。放電終了が近づくと緑ランプが暗くなる。放電終了直前は赤ランプも暗くなる。放電が完了すると放電ランプ(赤)は自動的に消灯。負荷がなくなり電池の起電力が回復するので残容量チェックの緑ランプが点灯。(点かないと電池異常)定抵抗放電の実験機材として手持ちの「自作放電器」を使用します。この放電器は単三電池を2本直列でセットし、1Ωまたは2Ωの負荷(セメント抵抗)に電流を流して放電させます。今回は2Ωに設定しています。放電の自動停止はリレーの自己保持回路で制御し、約1.5V(調整可能)まで電圧が下がると自動的に放電を停止します。放電中の電圧はデジタルマルチテスターを接続して計測できるようになっています。本当はPICやAVRでも使って、電圧測定をしながら放電する専用の放電器でも作れば良いのですが、とりあえずは目的さえ果たせれば良いので全部手持ちの物を使用して実験が出来るように、お金は使わずに有る物だけ使って準備を進めます。放電中、ずっとテスターの表示を見てキーボードからExcelに電圧を打ち込み続けるのはあまりにもあまりな作業です。大学の実験などではそういう作業を何時間も行ったものですが、さすがに今はカンベンして欲しいです。その為に世の中ではPIC等で自動的にパソコンにデータを送る放電器を作った人とかも居るわけですが。今回はハードウェアの製作は最低限に押さえるのも目的の1つですし。やって人力以外の方法でデジタルテスターの表示をパソコンに読み込ませるか?今回は手持ちのパーツを活用するという事で、小型CMOSカメラでデジタルテスターの表示を画像として取り込む事にしました。ふだんはWebカメラとして使っているUSBカメラを机にセットし、デジタルテスターの表示部を撮影できるようにしました。Webカメラソフトには一定時間毎に画像をハードディスクに保管する機能がありますので、それで約15秒毎に電圧の表示を撮影して保管します。撮影した画像(縮小)リアルタイムでUSBカメラの映像を解析して電圧数値を保管してゆくソフトを作るという手もありますが、今回は一定期間毎に保管された画像ファイルを、後からまとめてザーっと読み込んで電圧数値を吐き出すだけのソフト(perlスクリプト)を作るだけにしました。この程度であれば、放電実験を行っている傍らで何もせずに見ている間に作れます。実験対象さて実験に使用する電池ですが、100円ショップや99円ショップ、ホームセンターなどで次の電池を購入してきました。市販されている全ての電池を購入して試験できない事をご理解、ご了承ください。電池の性能は個体差、また製造ロットにより多少異なります。本試験は今回購入した品での比較であり、全ての同一種類電池の性能を厳密に指し示すデータではありません。測定結果のグラフです。放電開始から15分の時点での電圧を比較します。放電開始から数分の間は電圧の低下が比較的急で、10分程度経った所からしばらくはなだらかに低下してゆく様子がグラフからわかります。懐中電灯等で使用する際に最も長く使用する期間がこの安定期だとすると、安定期の電圧が高い電池ほどランプが明るく点くものであると言えます。下の表を見る限り、15分の時点での電圧は2.32V〜2.24V(参考値は除く)と最大差でも0.08Vしかなく、各電池の能力差はほとんど無いように見えます。電圧が2Vまで下がる時間に着目します。「2V」なのか?それはニカド電池・ニッケル水素電池の放電終了電圧(これ以上放電させると性能を害する電圧)が1セルあたり1Vとなっていて、アルカリ電池には直接は関係ありませんが、デジカメ等のデジタル機器では電源電圧がここまで下がると「電池切れ」とみなして自動的に電源を切る機能が働きます。従って、そのようなデジタル機器にアルカリ電池を入れた場合でも1セル1Vまで電圧が下がった時点でいやおうなしに機器が使用出来なくなりますので、その電圧まで下がるまでの時間を比べて、デジタル機器などでより長時間使える電池はどれか調べます。今回の実験では2セル直列接続ですので、電池を2本使う機器での使用と同じ2Vを調べます。実際のデジタル機器では、内蔵のDC−DCコンバータの仕様等によりこの実験の定抵抗放電とは多少違う放電状態となります。定抵抗(電流値が変化する)放電に近い機器で使用した場合の2Vまでの放電時間を調べたものとして理解してください。12-20071時間以上持ったのは上位2本です。1位と7位では15分以上の差があります。これだけ差があると、デジカメ等で使用するとかなりの撮影枚数の差になります。1.5V迄時間1.5Vまでの時間に着目します。乾電池の規定電圧の約半分の電圧ですが、懐中電灯等ではこのあたりで完全にランプの光が消えます。ラジオでは音が小さくなったり音割れで聞き辛くなります。昇圧式のコンバータを内蔵したLEDライトでもこのあたりで昇圧回路が十分に昇圧できなくなり始めます。このへんの電圧から先では、もう電池の中に電気エネルギーがほとんど残っていませんので、時間あたりの電圧降下も急速になりこの後は本当にわずかしか使用できません。電池を使い終わる時間と考えて良いでしょう。08-2010ダイソー113が1位です。このダイソー113はグラフからわかるように使用中の電圧は一番低いのですが、1.5Vまでの持続時間はダントツで長くなっています。瞬発力よりは持久力タイプのようです。強力な光が必要なライトより、マーカーランプのように低電流で長時間使用する場合は適しているかもしれません。総合評価3つの調査の各電池の得点を合計し、総合順位を決定します。08-2010QQショップのアルカリ単三電池が1位です。パワー(電圧)・持ち時間共に非常に良い成績を収めました。僅差で2位はホームセンターコーナンの12本パックのアルカリ単三電池。2Vまで時間ではトップですので、デジタル機器での使用にはQQショップの電池かコーナンの12本パック電池が良いですね。興味深いのは、この二本はどちらも「FDK」(富士通の電池部門)のOEM商品です。OEM元をパッケージに表示しています。普通はOEMの場合は製造元は隠すのですが、こうして表示しているというのはよほどの自信があるのでしょうか?(確かに1位2位をFDKが独占ですが)次回は、富士通電池(自社)ブランドで販売されている富士通アルカリ電池との比較も行ってみなければなりませんね。OEM軍団』の熾烈な対決を追加しました。対決結果はこのページの下のほうに掲載しています。3位から6位を100円ショップダイソーの電池が占めています。ダイソーは電池だけでもかなりの種類があり、今回実験に使用しただけでも4種類。その中でも最も大量に出回っている(*1)No.55が最も低い結果に終ったのは残念です。No.55はほぼどこのダイソーに行っても置いているため、単三電池を買う場合は何も考えなければ一番沢山積み上げられているNo.55を手に取る事が多かったのですが、これからは注意して選ばなければなりませんね。「新・金パナ(赤金パナ)性能評価試験」に新型金パナ(赤金パナ)の実験を掲載しました。「気の迷い」一覧からどうぞ!さてここで製造元に着目してみましょう。上位はFDK(インドネシア製)。