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【Q&A】VAPE初心者の疑問その8(電池は爆弾?

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VAPE界ではリチウムイオン電池が多く使われます。

リチウムイオン電池は他の電池と比べて大きなパワーを得ることのできるとても優秀な電池です。ただし、ニュースで騒がれるような爆発事故、発火事故のリスクも同時に抱えている電池でもあります。ベイパー、とりわけこれからメカニカルMODの世界に入ろうとしている方は電池についてお勉強をしてください。VAPE界の諸先輩方がブログや動画で電池の危険性について語ってくださっています。とにかくそれを読み漁ってください。

世の中には数式や計算を駆使して理論的に物事をとらえることが苦手で、すぐに「考えるな!感じろ!」と口にしてしまうタイプの方々がいます。ここでは数式等小難しい話はしません。「考えるな、感じろ」の感覚で電池のお話を「読んで感じて」ください。

Q:リチウムイオン電池は爆弾ですか?

A: 爆発物です。リチウムは非常に化学反応を起こしやすい物質であり、高いエネルギーを溜め込む性質があります。理論上限値の90%、つまりいつでも爆発できる状態にあるというわけです。

と言っても、正常な状態の電池はそうそう爆発なんてしません。リチウムイオン電池における事故の殆どが、「電池内部の安全機構における不具合」か「不正使用による不具合」から起きています。不正使用による不具合のほとんどは“電池の短絡(ショート)”から生じます。まずは「電池をショートさせないこと」を意識しましょう。


<ショートとは>

 

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ここではオームの法則や電池内部の話は省きます。

上図がショートしている状態の絵です。電池は+-両極の間の抵抗が小さければ小さいほど大きなエネルギーを生み出します。この絵のように導線で両極を直結すると、出て行った大きなエネルギーはそのまま電池自身に戻ることになり、その負荷で電池はボンッ!です。

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「ショートをさせない」ということは、「+極と-極を直結させない」ということです。直結状態を無くすためには両極の間に"抵抗"が必要になります。VAPEの場合、アトマイザーのコイルがその"抵抗"にあたるというわけですね。

<VAPE運用上のショート>

VAPE運用でのショートは、主として以下の場合に起こります。

 ① 製品不良(構造不良や劣化によるガタつき等)により電池の+-が直結状態になった。

 ② 電池被覆に破れがあり、MODを介して電池の+-が直結状態になった。

 ③ アトマイザー内部に鉄屑やワイヤー屑が入り込んでしまい、それを介して直結状態になった。

 ④ 電池ボックス内で電池が遊んでいたことが原因で直結状態になった。 

 ⑤ アトマイザーのポジティブピンを介して電池の+-が直結状態になった。

 ⑥ コイル抵抗値が低すぎて、直結に近い状態になった。

逆に言えば、これらを防いでやれば、ショートは起きないわけです。

<ショートを防ぐには>※上記項番とリンク

100%ではありませんが、テクニカルMODで爆発事故はほぼほぼ起こりません。基盤が状態監視を行っており、ショートしている場合は導通をストップさせてくれるからです。基盤不良の場合は諦めましょう、爆発してください。ニュースで見るワイヤレスヘッドホンやスマホの発火原因の大半は基盤不良ですね。とにかく常日頃からモノをよく観察する癖をつけてください。

電池は被覆で覆われています。ここも常日頃の観察が大切です。電池入れ替え毎に被覆に破れや穴あきがないかチェックしましょう。もし、破れがあった場合は使用禁止です。経済的余裕のある方は電池買い替えです。ぬかよろのように余裕のない方は市販の専用ラッピング製品を使って被覆を交換しましょう。

ビルドの後は各固定ネジが緩んでいないか、ワイヤーの切り屑がデッキ内に落ちていないか確認をしましょう。また、ポスト等デッキパーツのがたつきにも注意。特にクローン製品は信用をしてはいけません。オーセンティック製品と比べてパーツ精度が落ちていますので、爆発のリスクは高まります。目で見て、手で触って確認をしましょう。

メカニカルMODをハイブリッドで使用する場合、「アトマイザーを取り付けてから電池を入れる。電池を抜くときはアトマイザーを付けたままで」との鉄則がありますが、これは電池ボックス内で電池を遊ばせないためです。

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左図は電池がフロート状態で固定されており、電流は抵抗(コイル)を通っています。アトマイザーが無かった場合は電池が固定されず、右図のように+-両極が同時にMODと接触してしまうかもしれません。アトマイザーと電池の取付順序に気を付けましょう。

アトマイザーのポジティブピン(ポジピン)をよく見ると、下図のようになっていると思います。 

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ネジとなっている中央部分が電池の+極と接触させるべきパーツ(ポジピン)で、これは絶縁体が用いられてその他と切り離されています。このポジピンがその他パーツと接触したままの状態で電流が生じればショートするわけです。このポジピンが一定以上飛び出していないアトマイザーはメカニカルMODで使用してはいけません。

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一定以上飛び出していれば、左図のように電池+極はポジピンとのみ接触します。右図のようなポジピンが飛び出していないアトマイザーでは、電池+極はポジピンだけでなく、その他のパーツとも接触する可能性があります。電池+極がポジピンとその他のパーツと同時に接触してしまえばショートです。「ハイブリッドでは、ポジピンがしっかり飛び出しているアトマイザーを使用する」理由はここにあります。何ミリ飛び出していたら大丈夫とは言い切れませんが、私は0.5mmを基準にしています。

電池の性能に依存しますので、どれくらいのコイル抵抗値までなら安全と決めることはできません。計算式である程度までは予測できますが、そもそも使用している電池が表記通りの性能を常に発揮できているのか自体が不安です。クローンが蔓延るVAPE業界、電池のことも頭から信用してはいけません。

とは言え、なにか基準がないとメカニカルMODの世界に踏み出しにくいと思います。あくまで私の例ですが、しっかりしたショップで買った30A電池(水増しされてたとしても15Aはあると期待)を前提として、0.5Ωを切らないようにしています。だいたい0.8Ω以上であればまず大丈夫だろと勝手に考えています。(無責任発言)

 

リチウムイオン電池の運用についてはその他にも留意しなければいけないことがあります。

  • 高温になる場所に放置しない
  • 指定された+-の方向を間違わない
  • 電池は裸で持ち歩かない
  • 水に濡れることは避ける
  • 衝撃を与えない(丁寧に扱う)
  • メカニカルMODで持ち出す場合は電池を抜いておく
  • 電池は信用できるショップで購入する
  • IMRと表記のあるモノを選ぶ(SONY VTC5 30A一択でOK)

今回、数式やリストは使わず、短絡(ショート)のことにスポットを当てて記事を書きました。この程度の内容でチンプンカンプンになっている方や、「めんどくせー」と思われた方はメカニカルMODの使用は避けましょう。別にその方々のことをどうのこうの言っているわけではありませんよ。単純に向いていないというだけです。
 

ら見ればVAPEは不審物。利用者のモラルが試されています
ニコチンは毒物。取り扱いは法律に沿い、細心の注意をもって

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