リチウムイオン電池を少しでも長持ちさせたいなら

情報・まとめ

スマホや音楽プレイヤーなどで広く使われている、リチウムイオン電池について。

国内・海外問わず情報を調べていると、一般的な使用可能回数、つまり寿命として「300から500回程度の完全な放電・充電サイクル」が想定されているようです。

(この「完全なサイクル」については、残量 0%から 100%まで充電し、再度 0%まで使い果たすのを、1サイクルとみなす)

もちろん、使用環境や、放電方法などは厳密に定義されていないので、非常に大雑把な目安でしか無いです。
部分的な放電・充電ならもっと回数が多くなると思います。


▲複数のバッテリーで、88〜94%充電状態から完全放電状態までの1サイクルを250回まで繰り返した例。
基本的には、バッテリーの容量的な寿命は突然訪れるのではなく、徐々に進行していくものであることが分かる。

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メモリー効果の有無

メモリ効果とは、部分的に放電したり充電したりを繰り返すと、前回充電されたポイントが記憶(メモリ)されて、次回使用可能な最大容量が減っていく現象のこと。

主にニッケル電池で起こる事なので、リチウム電池ではほぼ起きないとされています。

※ニッケル電池ほどではないにしても、発生はするという研究結果が発表されている。

メモリー効果ではどんな問題が発生する?

一時的な問題としては、

長時間に渡る過充電による電圧低下

バッテリー使用中、本来よりも早く電圧低下が発生するので、電圧を検知する電子機器では「急速にバッテリーが消費されている」と認識・表示されてしまう。

この問題には一般的な解決方法があり、20年前と変わっていない。

一度 深めに放電し、再度、フル充電するだけでOKです。

これを数回繰り返すと言ってる資料があれば、少なくとも1回と言っている資料もあります。

注意
自然放電でバッテリー残量を0%にすること自体は悪くないようだが、
どちらかと言えば極小の放電で容量を減らす事が望ましいので、残り10%~5%程度になったら電源を切って、充電の準備をしておくのがベターと言える。
また、放電のために動画や音楽を流したり、ゲームをするなど高負荷な状態で容量が底をつくと、バッテリーが深刻なダメージを負う場合があるので注意が必要。

 

 バッテリーを長持ちさせるために

普段から取り扱いに気をつけておきたい事をまとめましょう。

  • バッテリーを放電しすぎないこと(0%のまま放置しない)。こまめに継ぎ足し充電しても問題なし。また、100%まで充電する必要性なし。
  • 充電時にバッテリー温度が室温と同等くらいか確認。
  • 発熱する環境を避けること。太陽にさらされた熱い車や窓ガラスを避けること。
  • バッテリがフル充電にある時間が長くならないように注意。暖かい場合は特に。
    →スマホなど製品によっては、回路を保護したり充電時間を短く演出するなどの目的で90%程度で充電完了のランプや表示が出るように設計されているという話もあるようだが、定かではない。
  • 超高速充電を避けること(例えば、1時間以内に充電完了をうたっているものなど)。定格Ah未満が望ましい。
  • 充電電圧を下げるとバッテリー寿命を延ばすことが可能(充電容量は少なくなるが)。
  • 長時間の保管の前に追加充電すること。
  • 信頼性のないメーカーの充電器は使用しないこと。

 

▲ 充電電圧を上げた場合の充放電サイクルの変化の図。
高電圧は充電速度を速めるが、著しく寿命を縮めている。


References:
How to Prolong Lithium-based Batteries (batteryuniversity.com)
How to Maximize Runtime (batteryuniversity.com)
How to Charge and When to Charge? (batteryuniversity.com)
“リチウム二次電池でメモリー効果を発見” (pdf, tytlabs.co.jp)
充電式電池のメモリー効果とは?(panasonic.com)

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