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二次電池内部抵抗測定方法

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電池の内部抵抗を正確に測定するには、「テスターの抵抗測定モード」ではできません。電池の電圧、接触抵抗や測定用ケーブルの抵抗が誤差として大きく混入してしまうからです。

プロの現場で用いられる**「ケルビン接続（4端子法）」と「1kHz交流法」**の組み合わせこそが、バッテリーの健康状態を正確に把握するゴールドスタンダードです。

なぜ「ケルビン接続」が必要なのか？

通常の2端子測定では、測定用のリード線（配線）の抵抗 Rlead が電池の内部抵抗 Rinternal に直列に加わってしまいます。

Rmeasured = Rinternal + 2Rlead

18650のような低抵抗な電池（数十mΩオーダー）では、Rlead が少しあるだけで測定値が2倍〜3倍に跳ね上がってしまいます。これを解決するのがケルビン接続です。

  • 仕組み: 電流を流すための「電流端子」と、電圧を測定するための「電圧端子」を分けます。

  • メリット: 電圧を測る端子には電流がほとんど流れないため、電圧降下が起きず、電池の端子電圧をダイレクトに測定できます。これにより、配線抵抗の影響を理論上ゼロにできます。

なぜ「直流（DC）」ではなく「交流（1kHz）」なのか？

電池の内部抵抗を測定する際、直流で測定しようとすると以下の問題が発生します。

  1. 分極現象（Polarization）: 電池に直流電流を流すと、電極表面にイオンが偏り、それが電池の起電力に抗う「分極」という抵抗成分を生みます。これにより、純粋な内部抵抗値が測定できません。

  2. 破壊的: 直流で高い電流を流すと、電池が放電してしまい、状態が変化します。

そこで、1kHzの微小な交流信号を流す「交流インピーダンス法」が採用されます。

なぜ1kHzなのか？

リチウムイオン電池の内部インピーダンス Z は、Z = R + jX と表されます。1kHz付近の周波数であれば、容量性成分（リアクタンス X）が小さくなり、純粋な抵抗成分（オーム抵抗）を支配的に取り出せるため、業界標準として採用されています。

測定方法の比較まとめ

項目 直流負荷法 (DC) 交流インピーダンス法 (AC 1kHz)
主な測定対象 直流内部抵抗 (DCR) 交流内部抵抗 (AC-IR)
精度 分極の影響を受けやすい 極めて正確
電池への影響 放電を伴うため負担が大きい 微小信号のためほぼゼロ
用途 実際の高負荷時の性能評価 日常的な劣化診断

実践的なアドバイス

もしあなたが18650の劣化判定を行いたいのであれば、**「YR1035+」**のような専用のバッテリー内部抵抗計（AC 1kHz / ケルビン接続対応）を入手するのが最も近道です。これらは内部で1kHzの信号を生成し、ケルビンクリップを使用して測定するため、誰が測っても安定した数値が得られます。

注意点: 測定値が新品時のカタログ値（通常20-50mΩ程度）から見て、1.5倍〜2倍以上に上昇している場合は、寿命や劣化が進んでいるサインです。

ご自身で測定環境を構築しようとされていますか？それとも、現在お持ちの機器で何か数値の読み取りにお困りでしょうか？具体的な状況を教えていただければ、より深い技術的サポートが可能です。

 

 

出典：Google Gemini

 

 

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