ドローン飛行を安全に!バッテリーの種類と管理法を徹底解説

基礎知識

リチウムバッテリーは、ドローンからスマートフォン、ワイヤレスイヤフォン、電動工具、EVカーまで、現代社会を支える様々な製品に不可欠な存在です。

現代社会は、バッテリーを内蔵した製品で溢れていますね。

スマホのバッテリー爆発事故や、ドローン飛行中のバッテリートラブルのニュースを聞くと、「自分のドローンは本当に安全だろうか?」と不安になる方もいるかもしれません。

ドローンを安全に楽しむためには、バッテリーに関する正しい知識と適切な管理が不可欠です。

この記事では、ドローン用バッテリーについて、初心者の方にも分かりやすく、以下の疑問を解消できるように徹底解説します。

この記事で解消できる疑問

  • ドローン用バッテリーにはどんな種類があるの?それぞれの違いは?
  • バッテリーの取り扱いで、特に注意すべきことは?
  • バッテリーの安全な保管方法を知りたい
  • ドローン飛行中にバッテリーで気をつけることは?
  • バッテリーにトラブルが発生した時の対処法は?

この記事を読めば、ドローンバッテリーに関する不安を解消し、安全なドローン飛行を実現できます。

ぜひ最後まで読んで、バッテリーの知識を深めてくださいね。

ドローン先生

身近にあるバッテリーですが、使い方以外は、知らない事が多いですよね。

この記事でしっかり学びましょう!

目次

ドローン用バッテリーの種類

ドローンの飛行性能を大きく左右するバッテリー。

現在、ドローンに主に使用されているのは、以下の2種類のリチウムバッテリーです。

  • リチウムイオンバッテリー
  • リチウムポリマーバッテリー

どちらも、正極と負極の間をリチウムイオンが移動することで電気エネルギーを生成する仕組みは同じです。

しかし、電解質や形状、特性に違いがあります。それぞれの特徴を詳しく見ていきましょう。

リチウムバッテリー2種類の違い

ドローンのバッテリーとして、一般的に使用されるリチウムイオンバッテリーと、リチウムポリマーバッテリーは、それぞれ異なる特性を持っています。

違いを次の表で確認しましょう。

比較項目リチウムイオンバッテリーリチウムポリマーバッテリー
電解質液体固体(ポリマー)
形状・外装主に円筒形・金属ケース主に板状(薄型)・ラミネートフィルム
エネルギー密度比較的低い高い
安全性・液体電解質のため、衝撃や過充電に弱い。
・液漏れ、発火、爆発のリスクに注意が必要。
・保護回路必須。
・ゲル状電解質のため、液漏れのリスクは低い。
・外装が破損するとガスが発生する可能性あり。
用途比較的安価比較的高価
ドローン先生

基本的な機能は同じリチウムバッテリーでも、細かく見ると色々な違いがあるんだね!

リチウムイオンバッテリーの特徴【メリット・デメリット】

リチウムイオン電池についての主なポイントをメリットとデメリットに分けて紹介します。

高いエネルギー密度

小型でも大きな電力を出力できるため、スマートフォンや電気自動車など、様々な機器で利用されています。

メリット
1

長寿命

充放電サイクル特性に優れており、繰り返し充電に強いです。

メリット
2

急速充電が可能

充電制御が容易なため、短時間での充電が可能です。

メリット
3

比較的安価

大量生産技術が確立されており、比較的安価に入手できます。

メリット
4

安全性

液体電解質を使用しているため、衝撃や過充電に弱く、液漏れ、発火、爆発のリスクがあります。

保護回路が必須です。

デメリット
1

形状の自由度

形状が円筒形や角形に限定されやすく、薄型化や自由な形状設計が難しい場合があります。

デメリット
2

身近な例だと、スマートフォンや、ノートパソコン、電気自動車のバッテリーにリチウムイオンバッテリーが使われています。

リチウムポリマーバッテリーの特徴【ドローンに最適な理由】

リチウムポリマーバッテリーの主な特徴は以下の通りです。

高エネルギー密度

リチウムイオンバッテリーよりもさらにエネルギー密度が高く、小型・軽量で大容量を実現できます。

ドローンのような重量制限のある機器に最適です。

メリット
1

形状の自由度が高い

ラミネートフィルム外装のため、薄型、小型、軽量、フレキシブルなど、様々な形状に加工しやすいのが特徴です。

ドローンの機体設計に合わせて最適な形状のバッテリーを搭載できます。

メリット
2

液漏れリスクが低い

電解質がゲル状のため、液体電解質のリチウムイオンバッテリーに比べて液漏れのリスクが低いとされています。

メリット
3

寿命

リチウムイオンバッテリーに比べて寿命がやや短い傾向があります。

デメリット
1

コスト

製造コストが比較的高く、リチウムイオンバッテリーよりも高価になる傾向があります。

デメリット
2

過放電に弱い

過放電状態に弱いとされており、過放電させると劣化しやすい場合があります。

デメリット
3

ドローンのバッテリーの多くがリチウムポリマーバッテリーが使われています。

他には、医療機器などにもこのバッテリーが使われているようです。

ドローン先生

ドローンのバッテリーの多くは、リチウムポリマーバッテリーが使われているんだね。

高エネルギー密度で形状の自由度が高いから、ドローンにぴったりなんだ!

ドローンのバッテリーの注意点

ドローンのバッテリーは、ドローンの飛行を支える重要な動力源です。

バッテリーの性能や寿命は、ドローンの飛行時間や安全性に大きく影響します。

不適切な取り扱いをすると、バッテリーの劣化を早めるだけでなく、飛行中の墜落や、発火・爆発といった重大な事故につながる可能性もあります。

ここでは、ドローンバッテリーを安全に、そして長く使用するために、充電時、保管時、廃棄時の注意点と飛行前に確認すべきことを解説します。

充電する時の注意点

バッテリーの充電時には、重要なポイント3つあります。

  • 専用の充電器を使用する
  • 適切な環境で充電する
  • 充電中の監視
ドローン先生

それぞれのポイント中身を見ていきましょう!

専用の充電器を使用する

バッテリーは、専用の充電器の利用が基本です。

互換性のない充電器を使用すると、過充電や過熱の原因となり、バッテリーの劣化や破損を引き起こします。

適切な環境で充電する

バッテリーを充電する際には、涼しく乾燥した場所を選びましょう。

直射日光が当たる場所や、高温多湿な環境では、バッテリーの温度が、上昇し劣化の原因となります。

充電中の監視

充電中は、バッテリーを放置せず、充電状況をチェックするなど、配慮が必要です。

特にリチウムポリマーバッテリーは、過充電や過熱が発生しやすいため、異常が見られた場合はすぐに充電を中止しましょう。

充電中のバッテリー

保管する時の注意点

バッテリーを長期間使用しない場合や、シーズンオフなどで保管する際には、以下のポイントに注意してください。

  • 適切な充電状態で保管
  • 冷暗所で保管
  • 定期的なチェック
ドローン先生

それぞれのポイント確認していきましょう!

適切な充電状態で保管

バッテリーの長期間保管には、完全に充電や放電した状態にしないようにしましょう。

これは、バッテリーの重要な構成要素である、セルの劣化を最小限に抑えるためです。

理想的な保管充電量は50%程度です。

冷暗所で保管

バッテリーは、直射日光を避け、涼しく乾燥した場所で保管してください。

高温多湿な場所は、バッテリーの劣化を促進します。

理想的な保管温度は22~28℃です。

難燃性のバッテリー保管バックに入れて保管しましょう。

以下は、一例です。あなたに合った容量のバックを探してみましょう!

バッテリーセーフティーバッグ

定期的なチェック

長期間保管しているバッテリーは、定期的に充電状態をチェックし、必要に応じて50%程度まで充電を行いましょう。

DJIのドローンであれば、バッテリーについているボタンで確認ができます。

ライトがつく箇所が4つあるので、2つ点灯すれば、残量が50%程度だと確認可能です。

廃棄する時の注意点

ドローンバッテリーは、一般ごみとして廃棄できません。

リチウムバッテリーは、貴重な資源が含まれているため、リサイクルが推奨されています。

また、誤った廃棄方法を行うと、発火や爆発の危険性もあります。

ドローンバッテリー廃棄時の3つの注意点

  1. 完全に放電する
  2. 専門の廃棄施設を利用する
  3. 安全に梱包する

完全に放電する目的

  • 発火・爆発リスクの低減:バッテリー内部に残った電気エネルギーによる発火や爆発のリスクをなくすため。
  • 安全な廃棄処理:廃棄処理施設での作業員の安全を確保するため。

廃棄する前に、バッテリーを完全に放電しましょう。

バッテリー内部に残るエネルギーによる火災や爆発のリスクを防ぐためです。

バッテリーの放電方法
  • ドローン本体を使用する方法:バッテリーをドローン本体に装着し、電源をONにしてバッテリーを消費させます。プロペラは外しておきましょう。バッテリー残量がなくなるまで放電させます。
  • 放電器を使用する方法:リポバッテリー放電器などの専用機器を使用すると、安全かつ効率的に放電できます。
放電時の注意点

バッテリーの放電を行う際は、安全に十分注意する必要があります。

万が一、バッテリーが発熱したり発火したりした場合に備えて、周囲には燃えやすいものを置かないようにしましょう。

放電中はバッテリーから目を離さず、常に監視するようにしてください。

もし何か異常があれば、すぐに放電を中止できるようにするためです。

さらに、放電する際にはガスが発生する可能性があるので、必ず換気の良い場所で行うようにしてください。

これらの点に注意して、安全にバッテリーの放電を行いましょう。

専門の廃棄施設を利用する

バッテリーは、通常の家庭ゴミとして廃棄してはいけません。

各自治体で指定された廃棄方法があるため、あなたがお住いの自治体サイトや、環境局などで確認しましょう。

▶︎【参考資料】東京都リチウムイオン電池のゴミ分別の呼びかけ

市区町村のリサイクルセンターや、バッテリーの回収を行っている店舗に持ち込んでください。

安全な梱包

廃棄する際には、絶縁テープでバッテリーの端子部分を覆い、安全な容器に入れて持ち運びましょう。

絶縁等の処置で、輸送中のショートや漏電を防ぐぎます。

ドローン先生

今まで、なんて危険な取り扱いをしてたんだろう、、、

これからは、学んだ事をしっかり実行するぞ!

ドローンを飛ばす時のバッテリーの注意点

ドローンの飛行には、安全かつ快適な飛行を実現する、いくつかの重要な注意点があります。

特にバッテリーのトラブルは、飛行計画に影響を及ぼすため、理解しましょう。

以下に、具体的な飛行時の注意点を3つ紹介します。

  • 気温が低い時は注意が必要
  • 落下したバッテリーは使用しない
  • 飛行前にバッテリーの容量を確認する
ドローン先生

飛行中にバッテリーが発火したら怖いですね!

注意点をしっかり理解していきましょう

気温が低い時は注意が必要

低温環境下では、ドローンバッテリーの性能が低下し、様々なトラブルが発生する可能性があります。

冬場や寒冷地でドローンを飛行させる場合は、以下の点に注意が必要です。

  • バッテリー温度
  • 飛行可能時間
  • 飛行後の管理

バッテリーの暖気

気温が20℃以下の場合、飛行前にバッテリーを暖めておくことが重要です。

寒冷地では、バッテリーをポケットや移動車両の中で暖め、飛行中の急激な電圧低下を防ぎます。

バッテリーの保温を怠ると、電流の供給能力が低下して、最悪の場合は墜落に繋がります。

短い飛行時間

低温環境では、バッテリーの持ちが悪く、飛行時間が通常よりも短くなります。

飛行計画を短めに設定し、バッテリー残量に注意して、早めの着陸を心がけましょう。

飛行後のケア

飛行後、冷えたバッテリーは、すぐに暖かい場所に戻さないようにしてください。

急激な温度変化は、バッテリーに負担をかけ、劣化を早める原因です。

早める原因は、温度変化によって、電解質の体積が膨張と収縮を繰り返します。

この繰り返しが、電解質の化学構造を破壊し、劣化を促進します。

バッテリーを落下させた場合は使用しない

バッテリーは、精密な部品であり、衝撃に弱い特性があります。

誤って落下させてしまった場合には、次の点に注意してください。

外観のチェック

落下後にバッテリーの外観を確認し、傷や変形がないか調べます。

目に見える損傷がある場合は、使用を中止してください。

バッテリー内部の損傷や、電解液の漏洩が、発火に繋がります。

内部損傷のリスク

見た目に異常がなくても、内部に損傷がある可能性があります。

安全のため、落下したバッテリーは再使用せず、メーカーに検査を依頼するか、新しいバッテリーを使用しましょう。

DJIは保証期間内(12ヶ月)の場合、オンライン修理受付サービスを利用して、アフターサービスを申請できます。

DJI製品をお使いの人は、以下のヘルプセンターを確認してみましょう。

▶【DJIヘルプセンター】 バッテリーに異常が発生した場合

廃棄の手続き

落下による損傷が疑われるバッテリーは、安全に廃棄する必要があります。

専門の廃棄施設に持ち込み、適切に処理してください。

飛行前にバッテリー容量は確認する

飛行の安全の確保には、バッテリー容量の確認が欠かせません。

飛行前には、以下のステップを踏みましょう。

フル充電の確認

飛行前にバッテリーが、フル充電されていることを確認します。

充電状態が不十分な場合、重要な飛行にも関わらず、バッテリーが切れてしまうリスクが高まります。

STEP
1

残量のチェック

ドローンのアプリや、コントローラーを使用して、バッテリー残量を確認します。

特に長時間の飛行や、遠距離の飛行を計画している場合は、十分な残量があるか確認してください。

合わせて、バッテリーの電圧もチェックし、異常がないか点検します。

STEP
2

予備バッテリーの準備

飛行中にバッテリーが切れた場合に備えて、飛行予定時間以上の予備バッテリーを用意しておきましょう。

バッテリーのトラブルにより、予定通りのフライトが、できない場合があります。

STEP
3
ドローン先生

飛ばす段階でも、確認事項がたくさんありますね?

安全のためには、もれなく実施です!

ドローンのバッテリーでトラブルが発生した時の対処方法

ドローンのバッテリーは、ドローンの性能や、安全性に大きく影響を与える重要な部品です。

しかし、使用頻度や保管方法によっては、トラブルも避けられません。

ここでは、ドローンのバッテリーに関する主なトラブルと、その対処方法について説明します。

ドローンのバッテリーが劣化した時

バッテリーの劣化は、使用回数や経年劣化によって避けられない問題です。

劣化したバッテリーは、飛行時間が短くなる、充電がうまくいかない、バッテリーの持ちが悪くなるなどの症状が現れます。

以下の対処方法を試してみてください。

バッテリーのチェック

劣化が疑われるバッテリーは、まず外観を確認します。

目立った傷や、膨張など変形がないか、確認しましょう。

作動時、コントローラに使用中止など、アラートが表示された場合は、その指示に従ってください。

バッテリーのチェックは、ドローン国家資格の口述試験の中にもしっかり登場します。

バッテリーのチェックを怠ると、口述試験の減点となるので、それくらい重要です。

▶︎対策必須ドローン国家資格の実技試験内容は?注意するべきポイント!

充放電サイクルの実施

バッテリーが正しく動作するか、完全放電と完全充電を数回繰り返してみます。

これで一時的にバッテリーの性能が、回復することがあります。

新しいバッテリーの購入

劣化が進んでいる場合は、新しいバッテリーの買い替えを検討しましょう。

特に、飛行時間が著しく短くなった場合や、充電が正常に行われない場合は交換が必要です。

Phantom4のバッテリーエラー画面

ドローンのバッテリーが膨張している時

バッテリーが膨張するのは、内部の化学反応が異常を起こしている証拠です。

膨張したバッテリーは非常に危険で、適切な対処が求められます。

使用を直ちに中止

膨張したバッテリーは、すぐに使用を中止し、安全な場所に保管します。

「廃棄する時の注意点」を参考にして、適切な廃棄方法を確認しましょう。

新しいバッテリーの準備

膨張したバッテリーは、再使用しないようにし、新しいバッテリーを準備します。

バッテリーの保管や、使用方法を見直し、再発防止に努めましょう。

ドローンのバッテリーが発火・爆発した時

バッテリーの発火や爆発は、最も深刻なトラブル。

このような事態に直面した場合、迅速かつ適切な対応が必要です。

特にドローンが飛行中にバッテリーが発火した場合は、重大インシデントに該当するので、国土交通大臣へ報告が必要になります。

引用元:国土交通省資料

安全を確保

自分自身と、周囲の人の安全を確保します。

発火や爆発が起きた場合、すぐにその場から離れ、安全な距離を取ります。

消火活動

小さな火であれば、消火器(特にリチウムバッテリー対応のもの)を使用して火を消します。

水で消火しないよう注意してください。

大規模な火災の場合は、速やかに消防署に連絡します。

被害の確認と報告

火が収まった後、被害状況を確認し、必要に応じて関係機関に報告します。

購入して間もない製品の場合は、ドローンの製造元にも連絡し、バッテリーの問題について、情報を提供することが重要です。

加えて飛行中に発火した場合は、国土交通大臣への報告も忘れずに実施しましょう。

ドローン先生

トラブルの時こそ落ち着いて。学んだことを思い出そう!

まとめ:安全なドローン飛行のために

この記事では、ドローン用バッテリーの種類から安全な管理方法、トラブル発生時の対処法まで幅広く解説しました。

安全なドローン飛行のためには、日頃からのバッテリー管理が不可欠です。

安全管理の要点

  • 使用前のチェック
    • 飛行前には必ずバッテリーの状態(外観、電圧、残量、温度など)を確認し、異常がないことを確認しましょう。
  • 正しい充電方法
    • 専用の充電器を使用し、適切な環境下で充電を行い、充電中は常に監視しましょう。過充電、過放電、高温充電は避けましょう。
  • 安全な保管
    • 適切な充電状態で、冷暗所に保管し、定期的に状態をチェックしましょう。満充電、完全放電状態、高温多湿な場所での保管は避けましょう。

これらのポイントを日頃から徹底することで、ドローントラブルの多くは未然に防ぐことができます。

バッテリーはドローンの安全飛行を支える重要なパーツです。

バッテリーを正しく理解し、適切に管理することで、安全で快適なドローンライフを長く楽しみましょう。


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