「ドローンに使うバッテリーにはいくつか種類があるの?」
「種類ごとに、性能の違いはあるのだろうか?」
ドローンのバッテリーを購入される際、そんな疑問を思い浮かべる方も多いのではないでしょうか。
実はドローンに使われるバッテリーには、下記の2種類があります。
・リチウムイオンバッテリー
・リポバッテリー
どちらも小型軽量化しやすく充電と放電の繰り返しに強いため、小型機器の電源に使われることが多く、汎用性が高いバッテリーです。
バッテリーの仕組みが同じなので性能に大きな差はありませんが、使われている材料が異なるため、「小型軽量化のしやすさ」「衝撃への耐性」「発火・爆発のリスク」がやや異なります。
リチウムイオンバッテリー |
リポバッテリー |
|
バッテリーの寿命 |
変わらない |
|
小型軽量化のしやすさ |
行いやすい |
より行いやすい |
衝撃への耐性 |
弱い |
とても弱い |
発火・爆発のリスク |
とても高い |
高い |
上記の通り、安全性や運用性が比較的高いからか、リポバッテリーのほうが市場での採用率が高いです。
しかしながら、実際にバッテリーを購入する際は、選ぶ基準としてまず、あなたが使いたいドローンのバッテリーであることを優先しましょう。
バッテリーは基本的に、ドローン(機体)の付属品(アクセサリ)として用意されているもの。付属品ではなく、本体から選ぶべきだからです。付属品の性能ではなく、ドローン本体の性能を重視すべきしょう。
とはいえ、機体の購入時に付属しているバッテリーは、ドローン1台につき1個の場合がほとんど。付属品とは別に、予備バッテリーを用意する必要があります。
手元に1つしかないと、充電中はドローンが飛ばせないなど、不便が生じるからです。また、ただ複数個用意するだけでなく、必要な分を計算して購入する必要もあります。
ドローンを効率的に運用するためにも、購入の際に見るべきポイントを押さえておくことが大切です。
そこでこの記事では、ドローンのバッテリーについて、購入前に備えておきたい知識を解説していきます。
▼この記事を読んでわかること
◎ドローンの2種類のバッテリーの特徴と違い
◎リポバッテリーが多く採用されているという市場の現況
◎ドローンのバッテリーを複数購入すべき理由
◎ドローンの予備バッテリー購入時に見るポイント
この記事を読んでいただければ、バッテリーの知識や購入時の考え方を身に着けられます。
購入すべきバッテリーの数がわかるようになり、あなたに必要なバッテリーを迷わず購入できるようになるでしょう。
ぜひ最後まで目を通していただき、参考にしてくださいね。
目次
ドローンのバッテリーには2つの種類がある
冒頭でもお伝えしたように、ドローンに使用されるバッテリーには以下の2種類があります。
・リチウムイオンバッテリー
・リポバッテリー
実はこの2種類、充電と放電(電気の使い方)の仕組みが同じ。
どんな特徴があるのか、また、使用されている製品にはどんなものがあるか、1つずつご紹介していきます。
リチウムイオンバッテリー
まず、リチウムイオンバッテリー(別名:リチウムイオン二次電池)は、以下の特徴を持っています。
▼リチウムイオンバッテリーの5つの特徴
- 充電できる電気の容量が大きい
- 高い電圧で一気に出力できる
- 繰り返し充放電をしてもバッテリー容量が減りにくい
- 環境に負荷がかかりにくい素材を使っている
- 時間の経過による電力消費が少ない
上記の特徴から、汎用性が高いバッテリーです。
小型軽量化しやすく、充電と放電の繰り返しに強いので、以下のような、薄型・軽量・バッテリー容量の多さが求められる小型機器の電源に用いられることが多いです。
産業用では、車や工場、ロボットなどにも幅広く使われています。
リポバッテリー
リポバッテリー(別名:リチウムイオンポリマー二次電池、リチウムイオンポリマーバッテリー)は、実を言うと、リチウムイオンバッテリーの一種です。
先にお伝えした通り充放電の仕組みは変わらないので、リチウムイオンバッテリーでご紹介した5つの特徴は共通しています。使用されている製品も、小型機器・携帯機器が中心です。
もちろん、違いもあります。材料が異なることで、リポバッテリーのほうが比較的、運用性・安全性が向上している点です。
ドローンのバッテリーには、バッテリーの材料の1つ「電解質」に有機溶剤が使用されており、リチウムイオンバッテリーは液体(電解液)に、リポバッテリーでは高分子ポリマー材料を用いることでゲル状(半固体化)になっています。
ゲル状であることで、リポバッテリーのほうがやや安全で、運用もしやすいことを押さえておきましょう。
安全機能や管理機能が付いたバッテリーもある!(インテリジェントバッテリー) |
上記の2つのバッテリーの中には、安全機能や管理機能が付いたバッテリー(インテリジェントバッテリー)もあります。 ▼主な安全機能・管理機能の内容 |
ドローンのリチウムイオンバッテリーとリポバッテリーの4つの違い
ドローンに使われるリチウムイオンバッテリーとリポバッテリーは、電解質の材料が異なる分、リポバッテリーのほうが運用性・安全性が向上しているとお伝えしました。
具体的にどういった点で向上したのか、まずは下記の表をご覧ください。
運用面では、小型軽量化がより行いやすく、安全面では、発火や爆発のリスクがやや減少しています。
リチウムイオンバッテリー |
リポバッテリー |
|
バッテリーの寿命 |
変わらない |
|
小型軽量化のしやすさ |
行いやすい |
より行いやすい |
衝撃への耐性 |
弱い |
とても弱い |
発火・爆発のリスク |
とても高い |
高い |
ここからは、各項目ごとに解説していきましょう。
バッテリーの寿命
寿命については、2種類のバッテリーにほとんど違いはありません。
どちらも「繰り返し充放電をしてもバッテリー容量が減りにくい」という、電源として長く使える特徴を備えています。
もちろん、永久に使えるわけではなく、使用を繰り返せば劣化していきます。特に、使い過ぎ(過放電)や充電のし過ぎ(過充電)でバッテリーの劣化は早まります。
また、充電や保管の際に高温の状態にあると、性能が落ちるだけでなく、永久的に劣化して電池寿命が低下する恐れもあります(低温下では一時的に性能が落ちます)。
劣化が進むとバッテリー内部にガスが発生して膨張し、電源として使えなくなると知っておきましょう。
小型軽量化のしやすさ
小型軽量化のしやすさでは、リポバッテリーが運用性が高いといえます。リポバッテリーに使われる外装のほうが、リチウムイオンバッテリーの外装よりも軽く、変形しやすいからです。
▼外装の種類
リチウムイオンバッテリー |
金属缶(四角や筒形など) |
リポバッテリー |
アルミパウチ(ラミネート) |
上記の違いがあるので、リポバッテリーのほうが容量当たりの重量が軽くしやすいですし、アルミパウチは変形しやすく、シート状(薄型)にするなど希望の形に製造しやすい利点もあります。
衝撃への耐性
衝撃への耐性は、リチウムイオンバッテリーのほうが高いです。
リポバッテリーの外装はアルミパウチであるのに対し、リチウムイオンバッテリーは金属缶に守られているからです。
ただし、誤解しないでいただきたいのは、リポバッテリーと比べた場合に高いといえるだけで、強い耐性があるわけではありません。
墜落時に衝撃を受けて破損するリスクは共通しています。
発火・爆発のリスク
どちらのバッテリーも正しい使い方をしないと発火・爆発のリスクがありますが、細かい点を上げれば、次のような違いがあるため、リポバッテリーのほうが比較的安全性が高いです。
▼リポバッテリーが比較的安全性が高いといえる理由
・シート状に加工できるので、発熱した際に熱が上がりにくい(放熱面積が広げやすい)
・電解質がゲル状となり、揮発性・可燃性が抑えられている
・液漏れしないので破損時に広がりにくい
とはいえ、リポバッテリーに発火や爆発のリスクがないというわけではありません。
ドローンのバッテリーは共通して、充電・放電しすぎた場合に発熱して発火につながったり、内部の破損など不具合が起こってショートし、爆発したりするリスクがあります。
また、電解質に使われる有機溶剤は、燃えやすく蒸発しやすい特性があるので、液漏れや気化した場合に更なる爆発につながり、大きな事故を引き起こす恐れも。
実際に、東大阪市消防局の実験では、電圧をかけ続けたところ、バッテリーが煙を上げた次の瞬間に爆発する結果が出ています。
参考:東大阪市消防局「リチウムイオン電池発火実験〜発火したらどうなる? ~」
リポバッテリーのほうが比較的安全性は高まったものの、どちらも取り扱いに注意が必要な点は押さえておくほうが良いでしょう。
リポバッテリーのほうが多くのドローンに採用されている
リチウムイオンバッテリーより運用性・安全性が高いからか、昨今ではリポバッテリーのほうが市場の主流にあります。
実際にいくつかドローンメーカーを取り上げてみると、下記の表にまとめた通り、リポバッテリーの採用率が高いといえます。
▼ドローンメーカーが採用しているバッテリーの種類
ドローンメーカー名(国) |
主要モデル名 |
バッテリーの種類 |
DJI(中国) |
リポバッテリー / リチウムイオンバッテリー |
|
Parrot(フランス) |
リポバッテリー |
|
Yuneec(中国) |
リポバッテリー |
|
Skydio(アメリカ) |
リポバッテリー |
|
Autel Robotics(中国) |
リポバッテリー |
|
PowerDolphin(中国) |
リチウムイオンバッテリー |
上記は、ドローン市場のシェア上位の主要メーカーがほとんどです。
一部リチウムイオンバッテリーを採用しているモデルもありますが、上位メーカーの採用率を見る限り、メーカー側から見ても、リポバッテリーのほうがドローンに採用する利点が多いと推察できます。
「採用率が高い=市場に多く出回っている」と考えられるため、バッテリーの種類で購入を判断するなら、リポバッテリーのほうが選択肢が多く、購入しやすいといえるでしょう。
どのドローンを使いたいかでバッテリーを選ぼう
「リポバッテリーのほうが安全性や運用性が向上しているし、市場でも主流だから、リポバッテリーかどうかで選んだ方がいいのかな?」
ここまでの話から、上記のように感じる方は多いと思います。
しかし、購入時にはバッテリーの性能を優先するのではなく、どのドローンを使いたいかでバッテリーを選ぶことが大切です。
なぜなら、多くのドローンにおいてバッテリーは付属品(アクセサリ)であり、バッテリー性能で選ぶと、ドローンを「付属品の性能」から選ぶことになってしまうからです。
ドローンには、空撮用にカメラを搭載したい、プログラム飛行がしたい、レースに使いたいといった様々な利用目的があります。
どれだけ早く飛べるか、どの程度積載できるか、内蔵カメラやライトの種類など、利用目的によってドローンを選ぶ条件は違うでしょう。
極端な例を挙げれば、水中撮影したいという目的があるのに「水中撮影可能なカメラが付いているけど、リポバッテリーが使われていないからやめておこう」と選択肢から外してしまうようなもの。
候補から外したドローンが、実は利用目的に最適であったという可能性もあるため、最適なドローンを見落とさないためにも、まずはドローン全体の性能で比較し、使いたいドローンを先に選ぶことが重要です。
使いたいドローンが複数あるときはバッテリー性能で選ぼう
ドローンのバッテリーは「どのドローンを使いたいか」で選ぶことが重要だとお伝えしましたが、「使いたいドローンがいくつかあるので判断に迷う」という場合もあるかもしれません。
使いたいドローンが複数ある場合は、バッテリー性能でさらに絞り込むと良いでしょう。
すでにドローンを比較して希望の機能や特徴を検討し終えているので、バッテリー性能で取捨選択しても「使いたいドローン」の取りこぼしは起こりようがないからです。
バッテリー性能の決め手としては、「リポバッテリーを使っている」という条件でも良いでしょう。
より安全にバッテリーを使いたいと希望されるなら、1-2. リポバッテリーの最後でも説明しましたが、「安全機能や管理機能が付いているかどうか」で選ぶのもおすすめです。
バッテリーごとに充電に必要な時間が異なるので「充電時間の短さ」もぜひ比較して、選ぶ際の参考にしてくださいね。
ドローンのバッテリーは複数持ちが基本!
選び方と合わせて押さえておきたいのが、ドローンのバッテリーは複数持ちが基本であることです。
ドローンのバッテリーは、
・充電に時間がかかる
・劣化する
・落として破損してしまう場合もある
といった3つの点から、手元に1つしかないと不便だからです。
まず、ドローンのバッテリーには充電容量(飛行時間)があり、バッテリーごとに使える時間が決まっています。残量が減れば充電が必要になり、充電に必要な時間は、飛行時間よりも長くなるのが通常です。
例えば、DJIの「DJI Air 2S」用バッテリーは、最大飛行時間が31分(※1)であるのに対して、充電時間は約1時間35分(※2)。
予備バッテリーがないと、使用した倍以上の時間を待つことになります。
※出典1:DJIストア「Mavic Air 2 インテリジェント フライトバッテリー」
※出典2:DJIストア「Mavic Air 2 バッテリー充電器」
そして、ドローンのバッテリーは過充電・過放電を行ったり、高温下に放置したりなどすると劣化スピードが上がり、使える時間が少なくなったり、電源として機能しなくなったりする場合があります。
衝撃への耐性も低いので、運搬時にぶつけたり落としたりして、利用したいタイミングで使えなくなる可能性もあるでしょう。
複数個予備バッテリーを用意していれば、充電中は他のバッテリーを使えますし、どれか1つが劣化や破損で使えない事態になっても、飛行が全くできないという状況に陥ることは回避できます。
ドローンの予備バッテリー購入時に見るポイント4つ
複数持ちの重要性を確認したところで、続いては予備バッテリー購入時のポイントをご紹介していきます。
ポイントは4つです。
・使用時間から逆算して予備バッテリーを用意する
・バッテリー性能が100%発揮できないことを考慮してもう1つ予備を買い足そう
・ドローンに付属するものと同じバッテリーを買い足す
・メーカーの認めた購入ルートを利用しよう
上記のポイントを押さえておけば、購入の手間を最小限に、損をすることなく、利用の目的に合わせたバッテリー購入ができます。
1つずつ確認していきましょう。
使用時間から逆算して予備バッテリーを用意する
予備バッテリーの数は、使用時間から逆算しましょう。
使用時間を目安に用意すれば、過不足なく、必要分を揃えることができるからです。
専用バッテリーの容量が30分なら、1時間使いたい場合は2個用意しておくということですね。
必要分を満充電にして携帯すれば、出先で充電する手間が省けますし、使う分だけ購入するので、余計な出費をしないで済みます。
バッテリーの充電容量(飛行時間)はどこで確認できる? |
バッテリーには一度の充電で飛行できる時間が決まっており、個々の数字は、メーカーの公式ホームページに記載されています。 多くのメーカーは、ドローンの性能情報の1つとして「Maximum flight time(最大飛行時間)」といった表示をしています。また、複数種類のバッテリーが販売されている場合は、アクセサリ(付属品)として機体とは別に製品ページが設けてある場合も。 例えば、DJI(中国)の「DJI Mini 3シリーズ インテリジェント フライトバッテリー」の製品ページには、「最大飛行時間は、DJI Mini 3 Proでは34分、DJI Mini 3では38分もある※」と説明されています。 出典:DJIストア「DJI Mini 3シリーズ インテリジェント フライトバッテリー」 |
バッテリー性能が100%発揮できないことを考慮してもう1つ予備を買い足そう
予備バッテリーの購入数には、バッテリー性能が100%発揮できない状況も考慮して、1つ追加しておくことをおすすめします。
「6.ドローンのバッテリーは複数持ちが基本!」で説明した通り、ドローンのバッテリーは使用状況や環境で劣化し、充電容量が減る場合があるからです。
本来の性能なら30分使えるバッテリーであっても、100%の性能を発揮できず、20分程度の飛行しかできない可能性もあります。
1時間使いたい場合は、使用時間からの逆算分(30分×2個)とは別に、1つ追加して合計3個用意しておくと良いでしょう。
バッテリーに容量表示の機能がない限り、容量の低下や劣化の度合いは目に見えないので、不意の劣化に備えて1つ用意しておくと安心です。
落下事故などで破損することは考慮しなくて大丈夫? |
ドローンのバッテリーは、飛行中に落下したり、運搬・保管時に衝撃を受けたりして破損することもありますが、破損を考慮して追加購入する必要はありません。 あらかじめ予備を購入するのではなく「破損した場合は新しいものに買い替える」というスタンスで大丈夫です。 |
ドローンに付属するものと同じバッテリーを買い足す
予備バッテリーを用意する際は、使いたいドローンの付属品(純正品)と同じものを買い足しましょう。
同じもの以外を使うと、メーカーの意図しない動作を起こしたり、バッテリー以外の充電器や充電ケーブルといった付属品と合わず、不具合が起こったりする可能性があるからです。
同じバッテリーであれば、バッテリー周りを整え直す手間や費用がかかりません。
使いたいドローンに汎用のバッテリーは使えないの? |
市場では汎用のバッテリーも販売されており、電圧の高さや充電容量などが機体の規格に合っていれば、仕組み上、純正品でなくとも電源として利用可能です。 ただし、これからドローンの購入をされる方など、ドローンやバッテリーに関して専門的な知識がない場合は、メーカーの用意した「専用のバッテリー」の購入をおすすめします。 専用のバッテリーは、 ・機体の形に合わせて設計・製造されているので、簡単に装着できる からです。 汎用バッテリーを使うとなると、充電の際にはバッテリータイプに合った充電器を用意し、バッテリー内の電圧差を調整したり、電気を流す大きさ(電流値)を設定したりしなければなりません。 |
メーカーの認めた購入ルートを利用しよう
予備バッテリーはメーカー認定の購入ルートを利用して買いましょう。
万が一不具合が起こったときに、メーカーのサポートを受けられるからです。
ドローンのバッテリーの主な購入方法には、下記があります。
・公式オンラインサイト
・認定ストア(家電量販店など)
・正規販売代理店
・特約販売店
上記以外で製品を購入した場合は、保証期間内の故障でも無料保証の対象外となってしまう恐れがあるのでご注意ください。
ドローンのバッテリー寿命を伸ばす2つの方法
ここまでは、ドローンのバッテリーの特徴や購入のポイントを中心に、「使いたいドローンのバッテリーを複数用意しよう」とお話してきました。
すでにご存じかもしれませんが、ドローンのバッテリーは決して安くはないので、「せっかく購入するならなるべく長く使いたい」と思う人がほとんどでしょう。
ここからは、購入後の取り扱い方法について、バッテリー寿命を延ばす方法を2つお伝えします。
・充電しすぎ・使い過ぎを避ける
・高温下で充電や保管をしない
充電しすぎ・使い過ぎを避ける
まず、充電のし過ぎ・使い過ぎを避けるため、下記のポイントを押さえた上で充電・使用をしてください。
ドローンのバッテリーは、充電しすぎたり、使いすぎたりすると劣化が進んでしまうからです。
▼充電・使用時のポイント
・満充電(100%)になったらバッテリーを充電器から外す
・満充電の状態でドローンに装着する
・充電が残りバッテリー容量が20〜30%になったら、使用をやめる
満充電のタイミングは、メーカーのホームページや製品仕様書に記載してある充電時間を参考にしたり、初回の充電時に定期的に確認して目安を測ったりすると良いでしょう。
高温下で充電や保管をしない
2つ目に、高温環境での充電や保管は避けましょう。
ドローンのバッテリーは、高温状態で充電や保管をすると、永久的に劣化する恐れがあるからです。
バッテリーには動作温度が設定されており、最高40度に設定しているメーカーがよく見られます。公式ホームページや仕様書で、許容される温度を確認しておくことをおすすめします。
ちなみに、JAF(一般社団法人 日本自動車連盟)の調べによると、真夏の炎天下での車内温度は45度にもなるそうです(エンジンを停止後30分経過時点)。
うっかり予備バッテリーを車内に放置することがないようご注意ください。
出典:JAF「[Q] 晴天下(炎天下)のクルマの室内はどのくらい温度が高くなりますか? 夏編」
ドローンのバッテリーを保管・運搬する際の注意点
ドローンのバッテリーには、発火・爆発のリスクがあるため、バッテリー寿命を延ばす方法と合わせて、リスクを低減させる方法も知っておくと良いでしょう。
発火や爆発に至るルートは、下記のようにいくつかあります。
・過放電や過充電で発熱する
・内部に不具合が起きてショートする
・落下して破損し、電解質が液漏れしたり気化したりする
いずれにしても大事故につながる可能性があるため、適切な取り扱い方を事前に確認しておくことが大切です。
ここでは、「保管時」と「運搬時」に分けて、バッテリーの取り扱い注意点を解説します。
保管時の注意点
バッテリーは次の点を考慮して保管を行いましょう。
バッテリーに不具合を起こさせない方法、不具合が起こっても危険を最小限にする措置を取ることで、万が一発火や爆発をしても、大事故につながる可能性を低減できるからです。
<保管場所>
・雨がかからない、通気性の良い場所を選ぶ
・高温状態になる場所を避ける
<保管するケース>
・防爆ケースなど頑丈で発火を防ぐ容器を選ぶ
・棚に置く際は落下しないように固定し、高い位置・振動が起こる位置は避ける
・車内に置きっぱなしにしない
<長期で使わない場合>
・充電を50%程度に調整してから保管する(全放電・満充電で保管しない)
落下などで衝撃を受けたと考えられる場合は、バッテリーが損傷している可能性があるので使用をやめましょう。一見大丈夫そうに見えても、内部は破損している場合があるからです。
また、バッテリーが膨張しているときも、発火・爆発の危険があるので使用厳禁です。
運搬時の注意点
ドローンのバッテリーを運ぶときは、次の点を考慮することで、リスクの低減を図れます。
・難燃性のカバンやケースに入れる
・ケース内部でバッテリーが動かないように固定する
・電車の「荷物棚」など、高さがある場所に置かない
遠方に赴く場合は、飛行機や電車など公共交通機関を使用する場合もあるでしょう。
万が一の際に備えて燃えにくい素材の外装で覆うことはもちろん、移動時にぶつけたり、落下させたりして不具合を起こさせない工夫をすることで、自分だけでなく他の人を危険に巻き込む可能性を低減できます。
ドローンのバッテリーは飛行機に持ち込める? |
結論から言うと、ドローンのバッテリー(※)は航空会社のカウンターで預ける「預け入れの荷物」には含めることができません。 機内(客室)持ち込みはできますが、バッテリーケースに入れるなど、短絡(ショート)防止措置を取る必要があることを知っておきましょう。 ※持ち込み可能なワット時定格量(Wh)は160Wh以下 出典:国土交通省「モバイルバッテリーの持込みにご注意ください!」 |
まとめ
この記事では、ドローンのバッテリーの種類や特徴、購入時に見るポイントを中心に解説してきました。
最後に、記事の内容をおさらいしましょう。
ドローンのバッテリーには、下記の2種類があります。
・リチウムイオンバッテリー
・リポバッテリー
リポバッテリーのほうが比較的、安全性・運用性が高いからか、市場では主流となっていますが、バッテリーの性能を優先してドローンを選ぶ必要はありません。
基本的には、どのドローンを使いたいかで購入するバッテリーを選ぶことをおすすめします。
使いたいドローンを選んだら、次の5つのポイントを踏まえて購入に進みましょう。
・予備バッテリーを用意しよう
・ドローンに付属するものと同じバッテリーを買い足そう
・買い足すバッテリーは使用時間から逆算しよう
・バッテリー性能が100%発揮できない場合も考慮しよう
・メーカーの認めた購入ルートを利用しよう
バッテリー購入後は、記事で紹介した「ドローンのバッテリー寿命を伸ばす方法」や「ドローンのバッテリーを使う際の注意点」を参考に、効率的で安全な取り扱いをしてくださいね。