電池 新旧混ぜて使用 充電について

お世話になります。

質問サイトなどを調べて回ったところ、新旧の電池を混ぜて使用することによって生じる問題は
・古い電池の容量がなくなっても、新しい電池の容量はまだ残っており電流が流れ続けるので古い電池が過放電になる
・新しい電池から古い電池に充電（逆充電）されてしまう
といったものでした。

過放電については納得がいきますが、充電についていまいちわかりません。

この充電というのは、古い電池が完全放電してから起こるものですか？
つまり、新旧の電池を混ぜて使ったとしても、古い方の電池に容量が残っている限り充電は起きませんか？起きないすると、つまり充電と過放電が同時に発生するということですか？
起こるとすれば、なぜ新旧を混ぜて使ったときのみ充電が起きて、全て同じ容量が残っている電池を使った場合は大丈夫なのですか？

また、充電がどのタイミングで起こるにせよ、充電を回避できる新旧の電池の並べ方というものは存在しませんか？例えば、添付画像の場合、AかBのどちらかに古い電池をつなげれば、古い電池から新しい電池に電流が流れる形になって古い電池が充電されることはない、なんてことはないのでしょうか。（これに関連して電流の向きについても調べたのですが、+から-とあったり、-から+とあったりで混乱しています。もし充電を回避できる新旧の電池の並べ方があるならば、ついでにこれについても教えていただけると幸いです。）

質問がわかりにくかったら申し訳ありませんが、ご回答よろしくお願いします。

No.1 ベストアンサー 回答者： funflier 回答日時： 2012/05/11 04:29

「充電」のときの「極の向き」は「+」に「+」で「-」には「-」です。

ですが、直列で電池を使っている際にセル（電池１個）のばらつき（新旧
乾電池を取り混ぜての使用はこの典型）があると、最初に容量が無くなった
セルを他のセルが「逆向きに」充電する形になります。こうなると、逆充電
されたセルは±が逆になることがあります。これが「極性反転」・「転極」
です。乾電池では液漏れや破裂することもあり、充電池では性能回復出来
ない、といったことになります。
ＧＳユアサ用語辞典
http://gyb.gs-yuasa.com/dictionary/list.php?n=%8 …
パナソニックＱ＆Ａ
http://panasonic.jp/support_n/drycell/alkaline_m …
一次電池技術委員会 乾電池室安全設計ガイドブック　
（5.2 乾電池使用機器に関する事故事例　参照）
http://www.mitsubishielectric.co.jp/home/denchi/ …

添付図の例ですと、ＡまたはＢに古い・容量が少ない電池、例えば1000ｍＡｈ
を使い、他は2000ｍＡｈをつないだとすると、１Ａ負荷なら１時間でまずその
1000ｍＡｈが無くなり、他はまだ半分あるので逆充電が起こります。これは
セル直列接続である限り回避出来ません。（唯一1000ｍＡ未満の放電で止めれば
防げますが。それ以上はこの場合「過放電」だということになります。）
このため、電池でセル何本かをまとめたパックを作る際はバラつきの少ない、
均等な容量のセルをまとめる必要があり、充電式でも過放電しないように管理
する必要があります。ラジコン用途で様々電池を使いますが、ニッカドやニッケル
水素充電池では電圧監視して自動停止するような「放電器」を使って放電する
といったことをします。容量を数割残して放電を止めることで、どのセルも
空にするまで放電しない様にするのです。

またこの場でも時々見るのですが「ニッケル水素を放電する際は、使用機器の
モーターが止まるまで」で良いと言う事が書かれることがありますが、これ
は「過放電及び転極」の観点からすれば間違ったものです。メモリー効果を
除く為、つまりは電池を良好にするために行っているのに、これでは逆効果と
いうことになります。必ず1Ｖ／セル程度で止めなければならず、自動停止
する放電器で行うのでなければ、かえってしないほうがいい位なのです。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

逆充電を回避する方法はないにしろ、容量がゼロになるまで逆充電は起こらないのですね。

有用なリンクに加え、ニッケル水素電池の放電を1Ｖ／セル程度で止めるという追加情報までいただきありがとうございました。

お礼日時：2012/05/14 23:45

No.2 回答者： TT414 回答日時： 2012/05/11 13:38

>起こるとすれば、なぜ新旧を混ぜて使ったときのみ充電が起きて、全て同じ容量が残っている電池を使った場合は大丈夫なのですか？

「全て同じ容量が残っている電池を使った場合」は一番弱い電池の容量が0になったときに一番強い電池の容量が10%程度以下しか残っていません。一番弱い電池に逆充電しても元容量の5%程度しか逆充電できません、よって壊れません。上に書いた「10%」は相当いい加減な組み合わせの電池パックの場合で、実際は数%でしょう。

新旧を混ぜた場合、一番弱い電池の容量が0になったときに一番強い電池の容量がどの程度残っているか分かりません、10%程度ならたいしたことはありませんが、80%も残っていたら40%程度も逆充電されます、下手したら破裂するレベルです。

この回答へのお礼

つまり、容量の違う電池を混ぜて使うこと自体が問題ではなく、弱い方の電池の容量が先になくなってしまうことが問題なのですね。
危ない橋ではありますが、容量の違う電池を使っても、弱い方の電池の容量がなくなったらすぐに取り除くようにすれば一応は問題がないということですね。

ご回答どうもありがとうございました。

お礼日時：2012/05/14 23:51