テクニカルノート

小型エネルギーデバイス（UMA シリーズ）テクニカルノート
No.C2M1CXS-231C
小型エネルギーデバイス（UMA シリーズ）テクニカルノート
（UMA / version. C/ 28th June 2016）
目次
1
2
3
リチウムイオン二次電池の原理と構成材料 ....................................................................................3
1.1
リチウムイオン二次電池の原理................................................................................................3
1.2
リチウムイオン二次電池の構成材料.........................................................................................3
1.3
リチウムイオン二次電池の構成材料の選択基準 .......................................................................3
1.4
村田製作所のリチウムイオン二次電池の構成材料 ...................................................................4
1.5
村田製作所のリチウムイオン二次電池の構造 ..........................................................................6
村田製作所のリチウムイオン二次電池のラインナップ ...................................................................7
2.1
UMAC（シリンダー形電池） .......................................................................................................7
2.1
UMAL（積層形電池） .................................................................................................................8
村田製作所のリチウムイオン二次電池の特長とメリット ...............................................................9
3.1
4
村田製作所のリチウムイオン二次電池と他デバイスとの比較 ...................................................... 11
4.1
電気二重層キャパシタと比較した場合のメリット ................................................................. 11
4.1.1
高エネルギー密度 ......................................................................................................... 11
4.1.2
低漏れ電流（優れた充電放置特性） ............................................................................ 11
4.1.3
定電圧領域を持った充放電特性（定出力電圧） ........................................................... 12
4.2
5
主な特徴と使用するメリット ...................................................................................................9
一般的なリチウムイオン二次電池と比較した場合のメリット................................................ 13
4.2.1
急速充電 ....................................................................................................................... 13
4.2.2
長寿命 .......................................................................................................................... 15
4.2.3
低温高温に強い ............................................................................................................ 16
4.2.4
過放電に強い ................................................................................................................ 18
村田製作所のリチウムイオン二次電池の使用方法と特性 ............................................................. 19
5.1
充電方法 ................................................................................................................................. 19
5.2
充電電圧と充電率 ................................................................................................................... 20
1
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5.3
放電方法 ................................................................................................................................. 21
5.4
温度特性 ................................................................................................................................. 23
5.4.1
充電温度特性 ................................................................................................................ 23
5.4.2
放電温度特性 ................................................................................................................ 24
5.5
6
7
信頼性..................................................................................................................................... 25
5.5.1
充電放置特性 ................................................................................................................ 25
5.5.2
放電放置特性 ................................................................................................................ 27
5.5.3
負荷特性 ....................................................................................................................... 28
5.5.4
サイクル特性 ................................................................................................................ 29
安全性 ........................................................................................................................................... 30
6.1
UMA シリーズの優れた安全設計 .............................................................................................. 30
6.2
UMA シリーズの安全性基準...................................................................................................... 30
使用上の注意 ................................................................................................................................ 31
7.1
用途の限定 ............................................................................................................................. 31
7.2
保管条件 ................................................................................................................................. 31
7.2.1
外装梱包袋の開封前 ..................................................................................................... 31
7.2.2
外装梱包袋の開封後推奨保管環境 ................................................................................ 31
7.3
設計上の注意 .......................................................................................................................... 31
7.4
はんだ付け実装に関する注意 ................................................................................................. 32
7.5
樹脂コーティングについて ..................................................................................................... 32
7.6
分解 ........................................................................................................................................ 33
7.7
廃棄 ........................................................................................................................................ 33
7.8
製品の航空輸送について ........................................................................................................ 33
7.9
損傷／欠陥品の返却について ................................................................................................. 33
7.10
製品のリサイクルについて ................................................................................................. 33
2
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1 リチウムイオン二次電池の原理と構成材料
1.1 リチウムイオン二次電池の原理
リチウムイオン二次電池は、正極活物質と負極活物質間で、リチウムイオンの吸蔵・放出を行うことで、
充電・放電という機能が発現します。
1.2 リチウムイオン二次電池の構成材料
リチウムイオン二次電池は、正極、負極、有機溶媒にリチウム塩を溶解させた電解液、及びセパレータか
ら構成されます。正極活物質としては、コバルト酸リチウム、リン酸鉄リチウム、マンガン酸リチウムなど
が知られています。また、負極活物質としては、グラファイト、非晶質炭素、チタン酸リチウムなどが知ら
れています。
1.3 リチウムイオン二次電池の構成材料の選択基準
電池の充放電電圧（Ｖ）は、正極活物質でリチウムイオンを吸蔵・放出する際の反応電位と、負極活物質
でリチウムイオンを吸蔵・放出する際の反応電位との差で決まります（図 1）
。
正極活物質でのリチウムイオンを吸蔵・放出する際の反応電位が高いほど、負極活物質でリチウムイオン
を吸蔵・放出する際の反応電位が低いほど、反応電位差は大きくなります。この場合、電池電圧（Ｖ）は高
くなります。
しかし、正極活物質での反応電位が高い場合には、電解液が活物質と接触する表面で酸化分解しやすくな
り、負極活物質での反応電位が低い場合には、電解液が活物質と接触する表面で還元分解しやすくなります。
すなわち、電池電圧が高ければ、エネルギーは大きくなるものの、酸化・還元分解しやすくなり、電池が
劣化し易くなるデメリットが生じます。
酸化
正極②
正極①
電池電圧
低い
負極①
負極②
還元
Li金属
図 1 正極、負極の反応電位と電池電圧の関係
3
電池電圧
高い
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また、電池の容量（mAh）は、正極活物質が放出できるリチウムイオンの量と、負極活物質が受け取れる
リチウムイオンの量で決まります。したがって、多くの電池容量（mAh）を発現させるためには、多くのリ
チウムイオンを放出できる正極活物質と、吸蔵できる負極活物質を、単位体積中にどれだけ多く詰め込める
か、ということがポイントとなります。
リチウムイオン二次電池中には、正極活物質と負極活物質との間の「リチウムイオンの輸送媒体」として、
リチウムイオンが液中に解離して存在する電解液があります。電解液としては、有機溶媒にリチウム塩を溶
解させたものを使用します。
有機溶媒としては、酸化・還元分解しにくく（いわゆる電位窓が広く）、また、電解質が解離しやすいも
のを使用します。電位窓の広い電解液を使用することで、正極で酸化分解されにくく、負極で還元分解され
にくいため、信頼性の高いリチウムイオン二次電池となります。
さらに、電気化学反応を確保しつつ、物理的な接触によるショートを防ぐために、セパレータと呼ばれる
空孔が空いた材料を、正負極間に配置します。セパレータの膜厚は薄い方が正負極間の距離が短く、また、
セパレータの空孔率は高い方が効率的なリチウムイオンの輸送を実現することができ、正極-負極間での抵
抗が低くなることから、高出力のリチウムイオン二次電池を実現することができます。一方で、薄すぎたり、
空孔率が高すぎたりすると、正負極間の物理的な接触によりショートが発生しやすくなります。そのため、
最適な膜厚と空孔率を有するセパレータを選択することが必要となります。
1.4 村田製作所のリチウムイオン二次電池の構成材料
村田製作所の小型エネルギーデバイス（UMA シリーズ）は、リチウムイオン二次電池の一種です。本紙で
は、以降にリチウムイオン二次電池として説明します。
村田製作所のリチウムイオン二次電池の設計における大きな特徴は、正極活物質にコバルト酸リチウム、
負極活物質にチタン酸リチウムを使用していることです。また、それらに見合う最適な電解液やセパレータ
などを選定することで、
「3.1 主な特徴と使用するメリット」で述べる特徴的な優れた性能を実現しています。
村田製作所のリチウムイオン二次電池の充放電時の反応は以下のようになります。
正極
負極
全反応
図 2 村田製作所リチウムイオン二次電池の化学反応式
電気二重層キャパシタと異なり、上記の通り電気化学反応により活物質のリチウムイオンが吸蔵・放出さ
れるため、自己放電が少ないという特徴を有しています。
ところで、有機溶媒にリチウム塩を溶解させた電解液中のリチウムイオンは、有機溶媒に溶媒和した状態
で存在しています。この有機溶媒の溶媒和をはずさなければ（脱溶媒和）、負極活物質にリチウムイオンを
吸蔵させることはできません。
4
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負極活物質表面には SEI（Solid Electrolyte Interface）被膜と呼ばれるリチウムイオンと有機溶媒が
分解生成した化合物が存在しており、SEI 被膜中を通過するときにリチウムイオンは脱溶媒和され、脱溶媒
和されたリチウムイオンは、負極活物質に吸蔵されます（図 3）
。
溶媒和したリチウムイオン
脱溶媒和
Li+
SEI被膜
負極
図 3 電解液中のリチウムイオンの状態
しかし、負極活物質に吸蔵・放出されるリチウムイオンが SEI 被膜を透過するには大きな抵抗を生じるた
め、SEI 被膜が厚くなると抵抗が大きくなります。また、SEI 被膜が形成される際にはリチウムイオンも消
費されます。
SEI 被膜は、電解液と負極活物質の接触面で形成されます。そのため、反応電位の高い負極活物質の方が、
電解液が還元分解されにくくなります。すなわち、薄い SEI 被膜を形成するには、反応電位がより高い負極
活物質を使用することが有効です。
一般的なリチウムイオン二次電池の負極活物質としてはグラファイトと呼ばれる炭素材料を使用してい
ます。このグラファイトのリチウムイオンを吸蔵・放出する電位は、0.1V v.s. Li/Li+で非常に卑な電位を
示します。一方、村田製作所のリチウムイオン二次電池は、負極活物質にはチタン酸リチウムを使用してい
ます。チタン酸リチウムのリチウムイオンを吸蔵・放出する電位は、1.55V v.s. Li/Li+でグラファイトと
比較して高い電位でリチウムイオンを吸蔵・放出します（図 4）
。
チタン酸リチウム SEI被膜が薄い
1.55V v.s. Li/Li+
グラファイト
SEI被膜が厚い
0.1V v.s. Li/Li+
還元
リチウム金属
0V v.s. Li/Li+
電位が高い。
＝電解液との反応性が低い。
＝SEI被膜が薄い。
＝抵抗が小さく、さらに生成、再生成での
リチウムの消費量も小さい。
＝容量が低下しにくい。
図 4
負極活物質の反応電位と SEI 被膜形成との関係
5
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図 4 に示すように、リチウムイオンの吸蔵・放出する反応電位が比較的高いチタン酸リチウムを使用した
場合、グラファイトと比べて薄い SEI 被膜が形成されるため、抵抗が低くなります。また、リチウムイオン
も消費されにくくなることから、高温耐久性やサイクル特性に優れた特性を示すことになります。
UMA シリーズでは、このような活物質材料を使用し、さらにその材料の電極構成やセパレータ、電解液を
最適化することにより、優れた高温耐久性やサイクル特性を実現しています。さらには、安全性の高い活物
質材料を構成材料として使用していますので、製品としても高い安全性を有しています。
1.5 村田製作所のリチウムイオン二次電池の構造
村田製作所のリチウムイオン二次電池の正極及び負極は、それぞれアルミニウム集電箔上に正極または負
極活物質を塗工して、シート状の電極を作製しています。そして、シート状の電極を作製した後、電極間の
物理的な接触によるショートを防ぐため、セパレータを電極間に介在させます。これら、電極及びセパレー
タを捲回もしくは枚葉積層して電極群を作製し、アルミタブを電極と導通接続するようにして外部端子とし
ています（図 5）
。
外部端子
電極
正極負極
外部端子
負極
セパレータ
正極
電極
セパレータ
UMACの素子構造
図 5
UMALの素子構造
UMA シリーズの電池内部の素子構造
そしてこのように作製した電極群からなる素子をアルミニウム缶又はアルミラミネートフィルムの外装
体に入れ、電解液を注液した後、封止することにより、作製しています。
6
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2 村田製作所のリチウムイオン二次電池のラインナップ
2.1 UMAC（シリンダー形電池）
UMAC はシリンダー形の電池で、長い筒状の形状をしていますので、L、W 寸に制約があるような円筒形の
デバイスなどの使用に適しています。
以下に UMAC の特性の概要を示します。なお、本製品は、電流制限の有無によらない上限充電電圧 2.7V の
定電圧充電が可能です。
表 1
定格値（品番：UMAC040130A003TA01）
項目
定格値
容量値※１
3mAh
ESR @1kHz※１
電圧
電流
温度
2.3V
下限放電電圧※１
1.8V
上限充電電圧※１
2.7V
最大連続放電電流
30mA
最大充電電流
150mA
動作温度範囲
-20℃～+70℃
保存温度範囲
-20℃～+70℃
：[前処理]＜放電＞1CA で 1.8V まで／温度：25℃ ⇒ ＜休止＞30 秒／温度：25℃
⇒ ＜充電＞1CA で 2.7V まで CC 充電後、2.7V で CV 充電
CV 充電終了基準：充電電流が 0.05CA 到達時又は 30 分経過後／温度：25℃
⇒ ＜休止＞30 秒／温度：25℃ ⇒［測定］＜放電＞1CA で 1.8V まで／温度：25℃
：[前処理]＜充電＞1CA で 2.7V まで CC 充電後、2.7V で CV 充電
CV 充電終了基準：充電電流が 0.05CA 到達時又は 30 分経過後／温度：25℃
⇒ ＜休止＞15 分／温度：25℃ ⇒［測定］＜交流法＞測定周波数:1kHz／温度：25℃
：電池を通常の状態で使用した場合に得られる端子間の電圧の目安
：電池を放電する際の下限の電圧
：電池を充電する際の上限の電圧
ＥＳＲ測定方法
公称電圧
下限放電電圧
上限充電電圧
Tp
φd
レーザーマーキング
F
容量測定方法
800 mΩ [max 960mΩ]
公称電圧※１
－
φD
※１
[+/-20％]
－
◯
+
◯
＋
Li - ion
L
Tn
製品寸法
[mm]
φD
L
φd
0.45 ±0.05
Tp
17.0±1.0
Tn
21.0±1.0
F
1.5 (端子根元部の寸法とする) ±0.5
図 6
形状および寸法（UMAC）
7
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2.2 UMAL（積層形電池）
UMAL は積層型の電池で、平たい形状をしていますので、T 寸に制約があるようなデバイスなどの使用に適
しています。本製品は、電流制限の有無によらない上限充電電圧 2.7V の定電圧充電が可能です。
また、
「1.5
村田製作所のリチウムイオン二次電池の構造」で記載したように、電極郡の構造上、捲回
した構造に比べて枚葉積層した構造は、電極にかかる応力が軽減され、さらに、各電極に外部端子が接触し
ている面積が大きく集電性に優れているため、サイクル特性などがさらに優れた製品となっています。
表 2
定格値（品番：UMAL201421A012TA01）
項目
定格値
容量値※１
ESR @1kHz
12.0mAh [+/-20％]
200 mΩ [max 240mΩ]
※１
公称電圧※１
電圧
電流
温度
容量測定方法
ＥＳＲ測定方法
公称電圧
下限放電電圧
上限充電電圧
下限放電電圧※１
1.8V
上限充電電圧
2.7V
※１
最大連続放電電流
120mA
最大充電電流
600mA
動作温度範囲
-20℃～+70℃
保存温度範囲
-20℃～+70℃
：[前処理]＜放電＞1CA で 1.8V まで／温度：25℃ ⇒ ＜休止＞30 秒／温度：25℃
⇒ ＜充電＞1CA で 2.7V まで CC 充電後、2.7V で CV 充電
CV 充電終了基準：充電電流が 0.05CA 到達時又は 30 分経過後／温度：25℃
⇒ ＜休止＞30 秒／温度：25℃ ⇒［測定］＜放電＞1CA で 1.8V まで／温度：25℃
：[前処理]＜充電＞1CA で 2.7V まで CC 充電後、2.7V で CV 充電
CV 充電終了基準：充電電流が 0.05CA 到達時又は 30 分経過後／温度：25℃
⇒ ＜休止＞15 分／温度：25℃ ⇒［測定］＜交流法＞測定周波数:1kHz／温度：25℃
：電池を通常の状態で使用した場合に得られる端子間の電圧の目安
：電池を放電する際の下限の電圧
：電池を充電する際の上限の電圧
L: 21.0 mm
F（右図参照）
W: 14.0 mm
※１
2.3V
T: 2.0mm
A=1.7+/- 0.2mm
A’=1.8+/- 0.5mm
E=0.9+0.2/-0.1mm
F=4.5mmMax (typ: 4.0mm)
E :基板設置部分長さ
＜端子部＞
＜製品全体図＞
図 7
形状および寸法（UMAL）
8
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3 村田製作所のリチウムイオン二次電池の特長とメリット
3.1 主な特徴と使用するメリット
村田製作所のリチウムイオン二次電池（UMA シリーズ）は、従来の電気二重層キャパシタと比較して、高
容量、低漏れ電流であり、また、従来のリチウムイオン二次電池と比較して急速充放電、長寿命などの特徴
を有しています。
メリット
1. エネルギーハーベスト
・広いレート範囲での充放電可能
・低い漏れ電流の為、長期間駆動が可能
・低い漏れ電流の為、予備充電不要で直ぐ使
える。
・メンテナンスフリー化が可能
従来の電気二重層キャパシタと比較して…
◆高容量
◆低漏れ電流
・
・
2. 小電力機器
・高レート(CVのみ)でも充電可能
・急速充電で、直ぐに使える。
・高サイクルライフの為、何度でも使える。
・放電容量が小さく、高安全。
従来のリチウムイオン二次電池と比較して…
◆急速充放電
◆長寿命
・
・
主な特徴
図 8
主な特徴と使用するメリット
一般的なリチウムイオン二次電池では達成できないような高出力でも放電が可能になります。かつ、電気
二重層キャパシタでは出せない長時間でも放電が可能になります。従って、これまでのリチウムイオン二次
電池や電気二重層キャパシタと比較して、高出力で長時間の駆動も可能となります（図 9）
。
リチウムイオン二次電池
1日
数時間
UMAシリーズ
電気二重層キャパシタ
数秒
1uW
図 9
1mW
100mW
10W
電気二重層キャパシタ、リチウムイオン二次電池、UMA シリーズの出力と駆動時間の関係
9
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例えば、小型モーターなどを動かすためには数十 mA の電流が必要となりますが、UMA シリーズと同サイズ
の一般的な小型のリチウムイオン電池では、この電流を取り出すことができず、モーターを動かすことがで
きません。一方、UMA シリーズと同サイズの一般的な高出力の電気二重層キャパシタでは、短い時間ではモ
ーターを動かすことはできるものの、長い時間は駆動させることができません。
具体的には、
UMAC は、0.75W×0.04sec ～ 6mW×1.2h ～ 0.06mW×138h
UMAL は、3.0W×0.28sec ～ 100mW×1.0h ～6mW×5.3h
の駆動領域を有しています（図 10）
。
100000
1000
定電流放電
定電力放電
100
放電持続時間 (sec.)
放電持続時間 (sec.)
10000
10
1
0.1
0.01
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
10000
定電流放電
1000
定電力放電
100
10
1
0.1
0.01
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
放電電流(A)、放電電力 (W)
放電電流（A)、放電電力（W)
図 10 放電電流（A）
、及び放電電力（W）と放電持続時間（sec.）との関係（UMAC（左）UMAL（右））
つまり、UMA シリーズは、リチウムイオン二次電池と電気二重層キャパシタのメリットをあわせ持った新
しいエネルギーデバイスです。
そのため、下記の用途などに適しています。
①大電流で短時間の急速充電をして、小電流で長時間駆動させる。
②小電流で長時間充電をして、大電流で短時間駆動させる。
③大電流で短時間の急速充電をして、大電流で短時間駆動させる。
10
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4 村田製作所のリチウムイオン二次電池と他デバイスとの比較
4.1 電気二重層キャパシタと比較した場合のメリット
4.1.1 高エネルギー密度
UMA シリーズは、同体積の電気二重層キャパシタと比較して 40 倍という非常に高いエネルギー密度を有し
エネルギー密度
（Wh/L）
ます（当社比）
。従って、電気二重層キャパシタと比較して、長期間デバイスを駆動させることが可能です。
40倍
電気二重層
キャパシタ
図 11
UMA
シリーズ
一般的な電気二重層キャパシタとの体積エネルギー密度の比較
4.1.2 低漏れ電流（優れた充電放置特性）
電気二重層キャパシタでは 1μA 相当です。それに比べて、UMA シリーズは漏れ電流が低いという特徴もあ
ります。リチウムイオン二次電池は 1.4 項で示したように、電気化学反応により活物質のリチウムイオンが
吸蔵・放出されます。化学変化が起こった状態でエネルギーが保持されるために、電気二重層キャパシタと
比べて自己放電が少なくなります。また、負極にチタン酸リチウムを使用しているため、特に高温での容量
保持率が高いという特徴もあります。
なお、ここで言う容量保持率とは、
『容量保持率＝各条件での放置後の放電容量/放置前の放電容量×100』
を意味します。
一例として UMAC 及び UMAL を満充電状態で放置した後、各温度で放置した後の容量保持率をそれぞれ、図 12
と図 13 に示します。
120
110
100
充電（容量）保持率 ( %)
90
80
70
60
50
0℃
40
25℃
30
45℃
20
70℃
10
電気二重層キャパ
シタ（25℃）
0
0
20
40
60
80
経過日数（日）
図 12
UMAC を満充電し、各温度で放置した後の容量保持率
11
100
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120
110
100
充電（容量）保持率 ( % )
90
80
70
-20℃
60
50
25℃
40
70℃
30
電気二重層キャパ
シタ（25℃)
20
10
0
0
20
40
60
80
100
経過日数（日）
図 13
UMAL を満充電し、各温度で放置した後の容量保持率
25℃で 90 日放置した場合の UMAC の容量保持率は 80％以上、70℃で 90 日間放置した場合の容量保持率は
50％以上で、同様に、25℃で 90 日放置した場合の UMAL の容量保持率は 90％以上、70℃で 90 日間放置した
場合の容量保持率は約 75％で、非常に良好な容量保持率を示します。25℃で充電した後の放置後の容量維持
率から換算すると、UMAC の漏れ電流は 200nA（換算値）
、UMAL の漏れ電流は 500nA（換算値）となります。
このように自己放電が小さいことから、エネルギーハーベストなどで長時間充電していない状態で長期間
放置されていたとしても、充電したエネルギーを長期間保存し、効率よくお使いいただく事ができます。
4.1.3 定電圧領域を持った充放電特性（定出力電圧）
UMA シリーズは、約 2.3V に平坦な電圧領域を有する放電カーブを示します。駆動電圧が 2.0V 付近の機器
であれば、DC/DC コンバータなどで昇圧等しなくても、駆動させることができます（図 14
黒点線----）。
一例として図 14 に UMAC 及び 3F の容量の電気二重層キャパシタの放電カーブを示します。
3
放電電流：3mA
電圧（V）
2.5
2
昇圧すること無く、
駆動できる時間が長い
1.5
UMAC
1
0.5
電気二重層キャパシタ（3F）
0
0
20
40
60
80
放電時間（min.）
図 14
UMAC 及び電気二重層キャパシタ（容量：3F）の放電カーブ
12
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一般的な電気二重層キャパシタと比較して、昇圧しなくても使える容量が非常に大きいことが特徴です。
また、電気二重層キャパシタは直線的な充放電カーブを示すため、例えば、図 15 に示すように駆動電圧
が 2.0V の機器を駆動させるためには、2.0V 以上まで充電するのに時間やエネルギーを要することになりま
すが、UMAC は約 2.3V に平坦な電圧領域を有するため、少量の充電でも、即座に 2.3V の平坦な電圧領域に達
します。そのため、電気二重層キャパシタと比較して、短時間で少量の充電でも即座に駆動電圧が 2.0V の
機器を駆動させることができます。
3
UMAC
電圧（V）
2.5
2
電圧上昇までの
時間が短い
1.5
充電電流：3mA
1
電気二重層キャパシタ（3F）
0.5
0
0
20
40
60
80
放電時間（min.）
図 15
UMAC 及び電気二重層キャパシタ（容量：3F）の充電カーブ
4.2 一般的なリチウムイオン二次電池と比較した場合のメリット
4.2.1 急速充電
一般的なリチウムイオン二次電池が約 1 時間で充電されるのに対して、UMA シリーズは急速充電が可能で
す。
一例として UMAC の充電特性を図 16 に示します。CV 充電（定電圧充電）の場合、5 分で 90％以上の充電
充電率
が可能です。
CV充電
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
5C (15mA)
1C (3mA)
温度： 25℃
0
5 10
20
30
40
充電時間(min)
50
図 16 25℃での急速充電特性（UMAC）
13
60
70
小型エネルギーデバイス（UMA シリーズ）テクニカルノート
No.C2M1CXS-231C
また、一例として UMAL の充電特性を図 17 に示します。CV 充電の場合、5 分で 95％以上の充電が可能
です。
CV充電
5C (60mA)
1C (12mA)
100
90
80
充電率（％）
70
60
50
40
30
20
温度： 25℃
10
0
0
5 10
20
30
充電時間
40
50
60
70
(min)
図 17 25℃での急速充電特性（UMAL）
このように非常に短時間で急速に充電することで、充電切れや充電忘れなどがあった場合でも、短時間充
電するだけですぐに機器をお使いいただけます。
14
小型エネルギーデバイス（UMA シリーズ）テクニカルノート
No.C2M1CXS-231C
4.2.2 長寿命
UMA シリーズは一般的なリチウムイオン二次電池と比較してサイクル特性が優れています。しかも、急速
充放電サイクルを繰り返した場合でも優れたサイクル特性を示します。
一例として、UMAC の急速充放電サイクルを繰り返した場合のサイクル特性を図 18 に示します。また、比
較として、一般的なリチウムイオン二次電池の 0.5C 充放電のサイクル特性を示します。
なお、0.5C 充放電とは、充電に 2 時間、放電に 2 時間を費やす電流値（小電流）で充放電を繰り返すこと
を意味します。一般的なリチウムイオン二次電池では、高負荷（大電流）での充放電サイクルは、急激に電
池性能が劣化するために行われません。UMA シリーズは、
「1.4 村田製作所のリチウムイオン二次電池の構成
材料」で述べたように、SEI 被膜が薄く、反応抵抗が低いので、急速充電をすることができる設計となって
放電容量維持率 / ％
います。
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
400cyc
UMAC
（ 33C充電 / 1C放電）
一般的なリチウムイオン二次電池
（ 0.5C充電 / 0.5C放電）
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
サイクル数
図 18
UMAC の急速充電サイクルを繰り返した場合のサイクル特性
一般的なリチウムイオン二次電池では緩やかな充電条件でサイクルを繰り返した場合でも、容量が劣化し
てしまいますが、UMA シリーズでは、急速充放電サイクルを繰り返したとしても高い容量維持率を示し、短
時間での急速充電を繰り返しても、長期間お使いいただくことができます。
15
小型エネルギーデバイス（UMA シリーズ）テクニカルノート
No.C2M1CXS-231C
4.2.3 低温高温に強い
2.8
2.8
2.7
2.6
2.5
2.4
2.3
2.2
2.1
2.0
1.9
1.8
1.7
1.6
2.6
25℃
0℃
20.0
30.0
40.0
放電時間
50.0
60.0
2.3
2.2
0.0
2.6
2.4
2.4
70℃
2.2
0℃
25℃
電圧（V)
電圧（V)
2.6
1.8
1.6
30
図 21
30.0
40
50
40.0
充電時間 (min)
50.0
60.0
70.0
各温度の充電カーブ（UMAL）
25℃
0℃
70℃
2.2
2
1.8
放電電流：12mA
放電時間
20.0
図 21 及び図 22 に示します。
2.8
20
10.0
図 20
2.8
10
充電電流：3mA
2.0
70.0
図 19 各温度の放電カーブ（UMAC）
2.0
70℃
2.4
(min)
また、UMAL の各温度の充放電カーブを
25℃
2.1
45℃
10.0
0℃
2.5
70℃
0.0
0
45℃
2.7
放電電流：3mA
電圧 (V)
電圧
（V)
UMAC の各温度の充放電カーブを図 19 及び図 20 に示します。
60
充電電流：12mA
1.6
70
0
10
(min)
20
30
40
充電時間
各温度の放電カーブ（UMAL）
図 22
16
50
60
70
80
(min)
各温度の充電カーブ（UMAL）
90
小型エネルギーデバイス（UMA シリーズ）テクニカルノート
No.C2M1CXS-231C
さらに一例として図 23 に UMAC を-20℃で 0.6mA の連続放電をした場合の放電カーブを示します。また、
図 24 に-20℃で①30mA, 10msec 放電 ②休止 15sec.を繰り返し、パルス放電した場合の放電カーブを示し
ます。UMA シリーズは一般的なリチウムイオン二次電池と比較して低温でも高出力で充放電をすることがで
電圧 (V)
きます。
2.8
2.7
2.6
2.5
2.4
2.3
2.2
2.1
2.0
1.9
1.8
1.7
1.6
温度：-20℃
0.2C(0.6mA)
0.0
50.0
100.0
150.0
200.0
250.0
放電時間 (min)
図 23 -20℃の放電カーブ（UMAC）
図 24
-20℃の 30mA, 10msec 放電、休止 15sec.のパルス放電カーブ（UMAC）
このように、-20℃～70℃の幅広い温度帯で特性を維持することができますので、広範囲な地域・条件で
お使いいただく事ができます。
17
小型エネルギーデバイス（UMA シリーズ）テクニカルノート
No.C2M1CXS-231C
4.2.4 過放電に強い
UMA シリーズは一般的なリチウムイオン二次電池と比較して、過放電に強いという特徴があります。
UMA シリーズが十分に特性を発揮できる推奨放電終止電圧は 1.80V ですが、0V（短絡状態）で長期間放置
した場合や数十回程度のサイクル 0V まで過放電を行った場合であれば、再び充放電を行うことができます。
例えば、長期間デバイスを放置した場合に、IC などで消費される電力により完全に 0V まで放電されるこ
とがあります。場合によっては、年に数回程度、このような使い方により完全に 0V になることがあったと
しても、数十回程度であれば再び充放電を行うことができる設計としています。
一般的なリチウムイオン二次電池では、負極にグラファイトを使用しているため、負極の集電箔には銅箔
が用いられています。グラファイトを負極活物質として使用した場合に、集電箔にアルミニウム箔を用いる
ことはできません（図 25）
。グラファイトとリチウムイオンが反応する電位はアルミ箔とリチウムが合金化
する電位でもあるからです。負極に用いられる銅箔は、リチウムイオン二次電池を 0V にした場合、溶解・
析出してしまい、電池がショートするおそれがあるため、一般的なリチウムイオン二次電池の過放電は厳し
く制限されています。
チタン酸リチウム
1.55V v.s. Li/Li+
アルミニウム箔
グラファイト
0.1V v.s. Li/Li+
銅箔
リチウム金属
図 25
0V v.s. Li/Li+
負極活物質と使用する集電箔との関係
一方、UMA シリーズでは、負極にリチウムイオンと反応する電位が高いチタン酸リチウムを用いることに
より、負極集電箔にもアルミニウム箔を用いることができます。アルミニウム箔は UMA シリーズが 0V にな
ったとしても、溶解・析出しませんので、ショートに至ることはありません。
18
小型エネルギーデバイス（UMA シリーズ）テクニカルノート
No.C2M1CXS-231C
5 村田製作所のリチウムイオン二次電池の使用方法と特性
5.1 充電方法
充電方法は、上限電圧 2.7V まで定電流制御（Constant Current 充電）した後、2.7V で定電圧制御（Constant
Voltage 充電）して充電する方法（CC－CV 充電）
、または、2.7V で定電圧制御して充電する方法（CV（Constant
Voltage）充電）を推奨します。
表 1 または表 2 に示す最大充電電流、及び充電電圧をご参考いただき、設定して下さい。
以下に、一例として、UMAL を上限電圧 2.7V まで定電流制御（Constant Current 充電）にて充電した際の
電池電圧、充電電流の推移を示します（図 26）
。
【充電条件（CC-CV 充電）
】
モード
電流
充電電圧
終止電流
温度
充電
12.0mA
2.7V
0.60mA
25℃
充電電流
14
3
12
2.5
10
2
8
1.5
6
1
4
0.5
2
0
0
1000
2000
3000
4000
充電電流(mA)
電池電圧（V）
電池電圧
3.5
0
5000
充電時間（秒）
図 26
充電条件の充電時間と充電電圧、及び充電電流の関係
図 26 に示す通り、上限電圧 2.7V まで定電流制御（Constant Current 充電）した後、2.7V で定電圧制御
（Constant Voltage 充電）するというのは、2.7V まで 12mA の一定電流下で充電し、2.7V に達した後は、2.7V
をキープし（一定電圧）、充電電流が徐々に低下して 0.60mA になると充電を停止するという条件です。
19
小型エネルギーデバイス（UMA シリーズ）テクニカルノート
No.C2M1CXS-231C
また、以下に、一例として、UMAL を上限電圧 2.7V で定電圧制御（Constant Voltage 充電）にて充電した
際の電池電圧、充電電流の推移を示します（図 27）
。
電流
充電電圧
終止電流
温度
充電
-
2.7V
0.60mA
25℃
電池電圧
充電電流
電池電圧（V）
モード
3.5
800
3
700
2.5
600
500
2
400
1.5
300
1
200
0.5
100
0
充電電流（mA）
【充電条件（CV 充電）】
0
0
200
400
600
800
充電時間（秒）
図 27 充電条件の充電時間と充電電圧、及び充電電流の関係
図 27 に示す通り、上限電圧 2.7V で定電圧制御（Constant Voltage 充電）するというのは、 2.7V で定電
圧制御（Constant Voltage 充電）し、充電電流が徐々に低下して 0.60mA になると充電を停止するという条
件です。
5.2 充電電圧と充電率
充電容量は、充電電圧に影響を受けて変わります。一例として、UMAC の充電電圧と充電率の関係を図 28
に示します。
120
UMAC
充電率 [%]
100
80
60
40
充電電流 : CC(3mA)-CV(2.7V) to 0.15mA
温度
: 25℃
20
0
2.30
2.35
2.40
2.45
2.50
2.55
2.60
2.65
2.70
充電電圧 [V]
図 28 充電電圧と充電率の関係(UMAC)
充電電圧（2.7V）でなくても、充電可能です。しかし、充電容量が小さければ、その分、取り出される放
電容量（容量値）も小さくなりますので、注意が必要です。
20
小型エネルギーデバイス（UMA シリーズ）テクニカルノート
No.C2M1CXS-231C
5.3 放電方法
UMA シリーズは、1.8V を下回った場合、サイクル特性の劣化が加速されますので、放電終止電圧を 1.8V
以上に設定して下さい。放電時に使用する電流量により、放電時間が異なります。
以下に、放電条件の一例と、その際の電池電圧、放電容量を示します（図 29、図 30）
。
【放電特性（電流依存性）
】
電流
放電終止電圧
終止電流
温度
放電
各電流
1.8V
-
25℃
電圧（V)
モード
2.8
2.7
2.6
2.5
2.4
2.3
2.2
2.1
2.0
1.9
1.8
1.7
1.6
温度： 25℃
1C (3mA)
5C (15mA)
10C (30mA)
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
放電時間 (min)
100.0%
90.0%
温度： 25℃
80.0%
放電容量 (%)
70.0%
60.0%
50.0%
40.0%
30.0%
20.0%
1CA=3mA
10.0%
0.0%
1 CA
10CA
放電電流
図 29
放電電流と放電容量の関係（UMAC）
21
100CA
小型エネルギーデバイス（UMA シリーズ）テクニカルノート
電圧（V)
No.C2M1CXS-231C
2.8
2.7
2.6
2.5
2.4
2.3
2.2
2.1
2.0
5C (60mA)
1.9
1.8
1.7 10C (120mA)
1.6
0
10
20
温度： 25℃
1C(12mA)
30
40
50
60
70
放電時間 (min)
100%
温度： 25℃
90%
放電容量 (%)
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
1CA=12mA
10%
0%
10CA
1CA
100 CA
放電電流
図 30
放電電流と放電容量の関係（UMAL）
UMAC は 3mA で約１時間、30mA で約 250 秒（約 4 分）放電することができます。また、UMAL は 12mA で約１
時間、120mA で約 300 秒（約 5 分）放電することができます。電池内部の抵抗により、放電電流が大きくな
ると電池電圧が大きく低下するため、1.8V に早く到達することになります。したがって、放電電流が大きく
なると放電容量も小さくなります。
22
小型エネルギーデバイス（UMA シリーズ）テクニカルノート
No.C2M1CXS-231C
5.4 温度特性
5.4.1 充電温度特性
電池に含まれる電解液中のリチウムイオンの移動速度には温度依存性があり、その結果、電池の内部抵抗
にも温度依存性が生じます。したがって、電池が動作する温度によっても充電容量、放電容量が異なること
があります。
以下に、一例として、下記充電条件の各温度での充電時間と充電容量の関係を示します（図 31）
。
【充電特性（温度特性）
】
モード
電流
充電電圧
終止電流
温度
充電
3.0mA
2.7V
0.15mA 又は 30 分間まで
各温度
120
充電率（%）
100
80
-20℃
0℃
25℃
45℃
70℃
60
40
20
0
0
2000
4000
6000
8000
時間（秒）
図 31 温度と充電容量の関係（UMAC）
電池の温度が低くなると、電池に含まれる電解液中のリチウムイオンの移動速度が遅くなるため、電池内
部の抵抗が上昇します。そのため、低温の場合には満充電までの時間がかかることになります。
23
小型エネルギーデバイス（UMA シリーズ）テクニカルノート
No.C2M1CXS-231C
5.4.2 放電温度特性
充電特性と同様に、電池の温度が低くなると電池に含まれる電解液中のリチウムイオンの移動速度が遅く
なるため、電池の内部抵抗が上昇します。そのため、同じ電流値でも放電終止電圧 1.8V に早く到達するこ
とになります。したがって、低温になると放電容量も小さくなります。
以下に、一例として、下記放電条件の各温度での放電容量の変化を示します（図 32、図 33）
。
【放電特性（温度特性）
】
モード
電流
放電終止電圧
終止電流
温度
放電
3.0mA
1.8V
-
各温度
120%
放電容量 (%)
100%
80%
60%
40%
20%
放電電流：3mA
0%
-20
-10
0
10
20
温度
30
40
50
60
70
(℃)
図 32 温度と放電容量の関係（UMAC）
120
放電容量 (%)
100
80
60
40
20
0
-20
放電電流：12mA
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
温度 (℃)
図 33 温度と放電容量の関係（UMAL）
0℃における放電容量は、25℃での放電容量（製品仕様）に対して、UMAC で約 17％、UMAL で約 13％減少
します。
24
小型エネルギーデバイス（UMA シリーズ）テクニカルノート
No.C2M1CXS-231C
5.5 信頼性
「1.4 村田製作所のリチウムイオン二次電池の構成材料」で述べた通り、リチウムイオンの吸蔵・放出す
る反応電位が比較的高いチタン酸リチウムを使用した場合、薄い SEI 被膜が形成されるため、抵抗が低く、
高温耐久性やサイクル特性に優れた特性を示します。
以下、充電放置特性、放電放置特性、負荷特性、サイクル特性を示します。
5.5.1 充電放置特性
充電放置特性とは、充電した状態で負荷に接続せずに長期間放置した後の電池の特性を示します。性能を
表す指標は、容量保持率（％）と容量回復率（％）の２つがあります。
容量保持率（％）は、試験後（充電して放置した後）に、放置前の容量をどの程度保持しているかを示す
指標です。
一方で容量回復率（％）は、充電放置後に 1.8V まで放電し、通常条件※２で測定した容量が、初期の状態
と比較して、どの程度容量が回復するかを示します。つまり容量回復率（％）は、機器に組み込んだ後に、
充電状態で負荷に接続せずに長期間使用しなかった場合に、電池がどのように劣化するのかを示す指標とな
ります。
一例として、UMAC を 2.7V まで充電した後に放置試験を行った電池の容量保持率（％）（図 34）と容量回
復率（％）
（図 35）を示します。また、UMAL を 2.7V まで充電した後に放置試験を行った電池の容量保持率
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
容量回復率 ( %)
充電（容量）保持率 ( %)
（％）
（図 36）と容量回復率（％）
（図 37）を示します。
0℃
25℃
45℃
70℃
0
20
40
経過日数
100
0℃
25℃
45℃
70℃
0
（日）
20
40
経過日数
60
（日）
80
100
満充電状態で放置した後の容量保持率（UMAC）図 35 満充電状態で放置した後の容量回復率（UMAC）
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-20℃
25℃
70℃
0
20
40
経過日数
図 36
80
容量回復率(%)
充電（容量）保持率 ( %)
図 34
60
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
60
80
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-20℃
25℃
70℃
0
100
（日）
20
40
60
経過日数
（日）
80
100
満充電状態で放置した後の容量保持率（UMAL）図 37 満充電状態で放置した後の容量回復率（UMAL）
25
小型エネルギーデバイス（UMA シリーズ）テクニカルノート
No.C2M1CXS-231C
温度が低い方が、容量保持率（％）と容量回復率（％）いずれも悪化が少ない傾向があります。
UMAC を 25℃で 90 日間放置した後の容量保持率は 86％、容量回復率は 99％で、高温（70℃）の場合でも
90 日間充電放置した後の容量保持率は 51％、容量回復率は 82％の値を示し、同様に、UMAL を 25℃で 90 日
間放置した後の容量保持率は 92％、容量回復率は 95％で、高温（70℃）の場合でも 90 日間充電放置した後
の容量保持率は 75％、容量回復率は 90％の値で、非常に優れた充電放置特性を示します。
※２
通常条件の測定方法：[前処理] ＜放電＞1CA で 1.8V まで／温度：25℃
⇒
⇒
＜休止＞30 秒／温度：25℃
＜充電＞1CA で 2.7V まで CC 充電後、2.7V で CV 充電
CV 充電終了基準：充電電流が 0.05CA 到達時又は 30 分経過後／温度：25℃
⇒
＜休止＞30 秒／温度：25℃⇒［容量測定］＜放電＞1CA で 1.8V まで／温度：25℃
26
小型エネルギーデバイス（UMA シリーズ）テクニカルノート
No.C2M1CXS-231C
5.5.2 放電放置特性
放電放置特性とは、放電した状態で負荷に接続せずに長期間放置した後の電池の特性を示します。性能を
表す指標は、容量回復率（％）です。
容量回復率（％）は、放電放置後に通常条件※２で測定した容量が、どの程度容量が回復するかを示します。
これは、放電状態で負荷に接続せずに在庫などで長期間使用しなかった場合に、電池がどのように劣化する
のかを示す指標となります。
容量回復率 ( %)
一例として、放電状態で放置試験を行った電池の容量回復率（％）を示します（図 38, 図 39）。
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0℃
25℃
45℃
70℃
0
20
40
経過日数
回復容量 ( %)
図 38
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
60
80
100
（日）
放電状態で放置した後の容量回復率（UMAC）
-20℃
25℃
70℃
0
10
20
経過日数
図 39
30
40
50
（日）
放電状態で放置した後の容量回復率（UMAL）
UMAC を放電し、25℃で 90 日間放置した後の容量回復率は 100％であり、高温（70℃）の場合でも 90 日間
放電放置した後の容量回復率は 95％の値を示し、同様に、UMAL を 25℃で 42 日間放置した後の容量回復率は
100％であり、高温（70℃）の場合でも 42 日間放電放置した後の容量回復率は 100％の値で、非常に優れた
放電放置特性を示します。
27
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5.5.3 負荷特性
負荷特性とは、充電電圧（2.7V）に保持し、電池に電圧負荷を掛け続けた後の電池の特性を示します。性
能を表す指標は、容量維持率（％）です。
容量維持率（％）は、負荷試験後の電池を通常条件※２で測定した容量が、どの程度容量を維持しているか
を示す指標です。例えば、バックアップ用途などで機器に組み込んだ後に、充電状態で負荷に接続したまま
待機した場合に、電池がどのように劣化するのかを示す指標となります。
容量維持率(%)
一例として、充電電圧（2.7V）に保持し続けた場合の電池の容量維持率（％）を示します（図 40, 図 41 ）
。
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0℃
25℃
負荷 :2.7V
70℃
0
500
1000
時間 (hrs)
充電電圧（2.7V）印加状態で保持した後の容量維持率（UMAC）
容量維持率(%)
図 40
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-20℃
25℃
負荷 :2.7V
70℃
0
500
1000
時間 (hrs)
図 41
充電電圧（2.7V）印加状態で保持した後の容量維持率（UMAL）
UMAC を 25℃で電圧を維持した後の容量維持率は 99％で、70℃であっても容量維持率 71％を示し、
同様に、
UMAL を 25℃で電圧を維持した後の容量維持率は 99％で、70℃であっても容量維持率 99％を示し、非常に優
れた負荷特性を示します。しかし、通常は高温になるほど反応性が高く、電極上で副反応が生じ、容量維持
率が悪くなる傾向にあるため、高温かつ使用年数が長い用途では、これを考慮した設計が必要です。
28
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5.5.4 サイクル特性
サイクル特性とは、充放電を繰り返した後にどれだけ特性を維持できるかを示します。サイクル前後の電
池の特性を示す指標として、容量維持率（％）です。
容量維持率（％）は、サイクル試験後の電池を通常条件※２で測定した容量が、どの程度容量を維持してい
るかを示す指標です。
容量維持率
（％）
一例として、UMAC を 100mA（急速充電）でサイクル試験を行った際の容量維持率（％）を示します（図 42）
。
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0℃
25℃
70℃
充電：CC(100mA/1.8Vから2.7V)-CV充電(2.7V)
（充電終了：充電電流が0.15mA又は30分間）
放電：CC(3mA/1.8Vから2.7V)
0
500
1000
1500
2000
サイクル数
図 42
100mA（急速充電）でサイクル試験を行った後の容量維持率（％）
（UMAC）
UMAC を 25℃で 1500 サイクルした後の容量維持率は 90％以上を示し、高温（70℃）の場合でも 80％以上
の優れたサイクル特性を示します。
また、一例として、UMAL を CV 充電（Max.1200mA）2.7V（充電終了：充電電流が 0.60mA 又は 30 分間）で
容量維持率（％）
サイクル試験を行った際の容量維持率（％）を示します（図 43）
。
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-20℃
25℃
充電：CV充電(Max.1200mA) 2.7V
（充電終了：充電電流が0.60mA又は30分間）
放電：CC(60mA/1.8Vから2.7V)
0
500
1000
1500
70℃
2000
サイクル数
図 43
CV 充電でサイクル試験を行った後の容量維持率（％）
（UMAL）
同様に、UMAL を 25℃で 2000 サイクルした後の容量維持率は 99％以上を示し、高温（70℃）の場合でも
99％以上のサイクル特性を示します。-20℃～70℃の幅広い温度帯でもサイクル特性を維持することができ
ますので、広範囲な地域・条件でお使いいただくことができます。しかし、充放電サイクルが多くなるほど
容量維持率が悪くなる為、充放電サイクル数が長い用途では、これを考慮した設計が必要です。
29
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6
安全性
6.1 UMA シリーズの優れた安全設計
UMA シリーズはチタン酸リチウムという活物質を負極活物質として使用しています。
「1.4 村田製作所の
リチウムイオン二次電池の構成材料」で述べた通り、安全性の高い活物質を構成材料として選択することに
より、特に安全な設計となっています。したがって、外部短絡試験や異常充電試験などを始めとする様々な
安全性試験をクリアしている非常に安全性の高いデバイスです。
6.2 UMA シリーズの安全性基準
UMA シリーズは表 3 に示す様々な UL1642 に準拠した安全性試験を行うことにより十分な安全性を確認し
ています。
表 3
No
1
項目
外部短絡
UMA シリーズの安全性試験項目
規格値
試験条件
爆発、発火なきこと。
ケース表面温度 150℃未満であること。
完全充電状態の電池の正負極を 80±20 mΩ の抵抗で短絡させ
る。試験中はケース表面温度を記録する。発火・爆発が起こる
まで、もしくは電池電圧が 0.2Ｖ以下かつケース表面温度が室
温±10℃になるまで継続する。試験温度は 20±5℃および
55±2℃
0.2CA で当社指定の放電終止電圧(※3)まで放電した後、当社指
定の最大充電電圧下(※3)で最大充電電流(※3)の 3 倍までの電流
で充電する。充電時間は 7 時間か当社指定充電終了時間(※4)の
長い方。試験温度は 20±5℃。
完全放電状態の電池を同種の完全充電状態の電池と直列接続
する。正負極を 80±20 mΩ の抵抗で短絡させる。発火・爆発
が起こるまで、もしくは電圧 0.2V 以下の完全放電状態かつケ
ース表面温度が室温±10℃に下がるまで継続する。試験温度
20±5℃。
平板間に完全充電状態の電池を挟んで圧壊する。水槌ポンプあ
るいは同様の加力装置にて 13±1kN まで圧壊する。シリンダー
型電池は長側面を試験する。試験温度 20±5℃。
完全充電状態の電池に直行するように直径 15.8±0.1 mm の棒
を置き、直上 610±25mm の高さから 9.1±0.46kg のおもりを落
下させる。試験温度 20±5℃。
完全充電状態の電池の±XYZ 方向にピーク加速度 125G～175G、
試験開始 3msec 間の平均加速度 75G 以上の衝撃を加え、各試験
後に電池を 6 時間静置する。試験温度 20±5℃。
2
異常充電試験
爆発、発火なきこと。
3
強制放電試験
爆発、発火なきこと。
4
圧壊試験
爆発、発火なきこと。
5
衝突試験
爆発、発火なきこと。
6
衝撃試験
爆発・発火・発煙・漏液なきこと。
7
振動試験
爆発・発火・発煙・漏液なきこと。
完全充電状態の電池の XYZ 方向に対して全振幅 1.6mm の単振動
を 10～55Hz まで１Hz/分でスウィープさせる。90 分～100 分の
間に 1 サイクルする。
8
低圧試験
爆発・発火・発煙・漏液なきこと。
9
噴出性試験
破裂飛散物が金網かごに穴を開けず、ま
た金網を貫通して外部に噴出しないこ
と。
10
加熱試験
爆発・発火なきこと。
11
温度サイクル試験
爆発・発火・発煙・漏液なきこと。
完全充電状態の電池を 11.6kPa 中で 6 時間放置する。試験温度
20±3℃。
直径 102-mm の穴をあけた台に、金網を設置して完全充電状態
の電池を金網に置く。金網と 38 mm 離してバーナーで下から加
熱する。爆発、発火が起こるまで、あるいは燃え尽きるまで継
続する。
重力対流オーブンもしくは空気循環オーブンに完全充電状態
の電池を入れ、5±2℃/分の速度で 130±2℃まで昇温する。10
分間放置した後、室温 20±5℃に戻し測定する。
試験開始温度 20±5℃。
完全充電状態の電池を下記の温度槽に入れて温度を昇降させ
る。
第 1 段階 30 分以内に 70±3℃に変え、4 時間放置
第 2 段階 30 分以内に 20±3℃に変え、2 時間放置
第 3 段階 30 分以内に-40±3℃に変え、4 時間放置
第 4 段階 30 分以内に 20±3℃に変える
第 5 段階 1～4 段階のサイクルを 9 回繰り返す
第 6 段階合計 10 サイクル後、1 日間 20±5℃で静置する。
(※3) 放電終止電圧は使用電圧範囲の下限電圧、最大充電電圧は使用電圧範囲の上限電圧を示す。(表 1 および表 2 を参照方）
(※4) 当社指定充電終了時間：充電電流が 0.05CA に到達する時間
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7
使用上の注意
7.1 用途の限定
当製品について、その故障や誤動作が人命または財産に危害を及ぼす恐れがあるなどの理由により、
高信頼性が要求される以下の用途でのご使用をご検討の場合は、必ず事前に当社までご連絡ください。
①航空機器
②宇宙機器
⑤医療機器
⑥輸送機器(列車､船舶など)
⑧防災／防犯機器
③海底機器
④発電所制御機器
⑦交通用信号機器
⑨情報処理機器 ⑩その他上記機器と同等の機器 ⑪車載機器
また、以下の用途でのご使用は控えてください。
①軍事機器
7.2 保管条件
7.2.1 外装梱包袋の開封前
梱包袋の開封前の保証は、温度 30℃、湿度 60％RH で 6 ヶ月です。
当製品はベーキングできません。
7.2.2 外装梱包袋の開封後推奨保管環境
(1)梱包袋の開封後の保証は 3 カ月間です。
(2)下記の条件にて密閉、または当社梱包状態にて保管ください。
温度： 5～35 ℃
湿度： 70％RH 以下。結露は避けてください。
酸性又はアルカリ性環境下での保管は避けてください。
保管時、本体に強い力を加えないでください。
(3)ご使用前までは、梱包袋の封止を開封せずに保存ください。
7.3 設計上の注意
(1) 定格電圧
当製品は使用電圧範囲内で使用して頂く必要があります。左記電圧範囲を超えて使用された場合、部
品の変形や液漏れが発生する恐れがあります。また、端子間をショートさせないでください。この場合
も部品の変形や液漏れが発生する恐れがあります。
(2) 極性
当製品には極性があります。電解液や電極の損傷を引き起こす恐れがありますので、ご使用の前に必
ず「図 6
形状および寸法（UMAC）
」「図 7
形状および寸法（UMAL）
」に記述した図に従って極性
を識別し、ご使用ください。
(3) 自己発熱
当製品において、速い周期で充放電を繰り返す場合、内部抵抗での自己発熱が発生します。この自己
発熱分も含んで 70℃以下で使用してください。
(4) 当製品を酸性またはアルカリ性の環境下では使用しないでください。
(5) 極端に気圧が低い環境で使用されると、期待する性能が出ない場合があります。極端に気圧が低い環境
での使用を検討される場合は、当社営業または技術担当までお問い合わせください。
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(6) 充電電圧
当製品を 80％以上の容量に充電する為には、2.45V 以上～充電電圧（2.7V）以下の範囲で充電してい
ただく必要があります。
7.4 はんだ付け実装に関する注意
(1) 当製品はフロー実装及びリフローはんだ実装には対応しておりません。実装の際には、はんだこて付け
実装やコネクター実装等、当製品の本体部分に温度保証範囲を超える温度が印加されない方法で実装し
てください。
(2) 電極端子や電気的特性の劣化を引き起こす恐れがありますので、実装の際は製品に過度な機械的衝撃や
振動、圧力が印加されない様にしてください。
(3) はんだこて付け実装
はんだこて付けにて実装される場合は、以下の条件下で実装することを推奨します。
はんだ
：やに入り糸はんだ（推奨φ1.2mm）
はんだの種類
：鉛フリーはんだ Sn-3Ag-0.5Cu
はんだこて部温度： 350℃+/-10℃
はんだこて部電力： 70W 以下
こて付け時間
： 3～4 秒以内/１端子あたり
こて付け回数
： 2 回/端子以内（ただしこて付け時間が製品 1 個当たり合計で 20 秒以内）
① 製品を損傷する恐れがありますので、実装時にこて先が当製品の本体部分に触れない様にしてく
ださい。
② （UMAC のみ）はんだ付け後に曲げ加工すると端子付け根に応力がかかり、製品故障に至ります。
端子曲げ加工は、はんだ付け前に端子根元に力が加わらない状態で行ってください。
③ （UMAL のみ）製品故障に至りますので端子は曲げないようにしてください。
(4)実装後、洗浄は行わないでください。
(5)UMAC は、接触する部材と電気的接続が生じないように、接触面に絶縁を施してください。
絶縁部
UMAC
（例）図 44 のように基板面にレジスト保護を施す
UMAC
図 44 製品との接触面の絶縁
7.5 樹脂コーティングについて
当製品を樹脂コーティングされる場合、コーティング樹脂の種類によっては金属腐食を起こすものや、樹
脂硬化時の収縮応力により端子や製品パッケージに変形が起こるリスクがあります。樹脂は、製品を実装し
た状態で信頼性評価を実施し、選定してください。
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7.6 分解
液漏れや故障の原因となりますので、当製品を分解しないでください。
7.7 廃棄
各地域で適応される法律、規制に従って処分してください。
当製品は揮発性の電解液を使用していますので、火の中には投棄しないでください。
7.8 製品の航空輸送について
当社のリチウムイオン電池は UN Manual of Tests and Criteria, Part Ⅲ, sub-section 38.3 の各試
験を満足しています。したがって、航空輸送する場合の IATA 危険物規則（IATA-DGR）の包装基準は、PI965
（Packing Instruction 965）です。また適用されるセクションは Section Ⅱです。航空輸送する場合には、
事前に当社までご相談ください。
図 45
7.9
国連輸送安全性ラベル
図 46 中国輸送向けラベル
損傷／欠陥品の返却について
損傷／欠陥のあるリチウムイオン電池の航空輸送は、IATA Dangerous Goods Regulations「危険物規則書」
(DGR)上、禁止されています。ご返却をご検討の場合は、必ず事前に当社までご連絡ください。
7.10 製品のリサイクルについて
●日本の場合
不要になったリチウムイオン電池は貴重な資源を守るため廃棄せず、充電式電池リサイクル協力店へ
お持ちください。
当社は一般社団法人 JBRC に加盟し、リサイクルを実施しています。
使用済みの充電式電池のリサイクルにご協力ください。
リサイクル協力店については一般社団法人 JBRC のホームページをご覧ください。
図 47 リサイクルマーク
http://www.jbrc.com/
●日本以外の場合
最終消費地の国の法律に従ってリサイクルしてください。
33

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