バッテリーが充電される仕組みと劣化の因果関係。

[公開日:2019/10/11]
筆者: 藤沢店

一般的なスマートフォンには、「リチウムイオン二次電池」が搭載されています。

これは、プラス極とマイナス極の間をリチウムイオンが移動することで起こる科学的な反応により、電力を生み出しています。

 

 

リチウムイオンバッテリーは、他の電池と比べてエネルギー密度が高いため、小型で軽量に作ることができます。これは、高い電圧を掛けることが出来るため、大きな出力を出すこともできます。また、約20%~80%の充電の時に最大限の性能が発揮されるとされています。充電の際も大きな電流を受け入れることが可能なため、短時間でそれを行えるようです。

 

※「リチウム」とは。

銀白色のやわらかい金属でナイフで切ることもでき、また金属類の中で最も比重が軽い金属です。水と反応すると激しく燃焼し、強い腐食性・炎症性をもつ激毒物であり、人体に有害なので取扱いには十分に注意する必要があります。

リチウムイオンバッテリーが劣化する要因。

主に下記が考えられます。

 

・充電と放電を繰り返すことで劣化する「サイクル劣化」。

・電池を満充電や電池切れ状態(その付近も含む)で放置することで劣化する「保存劣化」。

・約45℃以上の「高温環境」。

 

充放電を繰り返すことにより化学変化が起き、電気を流すイオンが減ってしまうことで、電気を貯める力が弱くなってしまうようです。

 

さらに、バッテリーを通常利用するだけでも、バッテリー内部に不純物が体積したり、電解質がガス化することによって、バッテリー自体が膨張してしまうこともあります。

 

正しい充電器を利用していればスマートフォンにも電池にも負担は少ないですが、品質が悪い充電器を利用すると電気的に不安定な状況で電気が供給されるため、スマートフォンや電池が高温となったり負担が大きくなったりします。最適な電圧にコントロールしているのはスマートフォンの内部回路であり、外部の充電器はスマートフォンに正しく電圧をかける必要があります。

 

注意しなければいけないのが温度です。リチウムイオン電池は約45℃以上になると劣化が進み、蓄えられる電力も減るようです。一般的に、約5℃~45℃の環境で使用・保管するのが良いとされています。

 

高温多湿の日本の夏だと、手に持って熱さを感じるような場合、端末内部はもっと熱いため、余裕で45℃を超えることもあるので注意しましょう。

iPhoneバッテリーの寿命は意外に短い。

リモコンなどで使用する乾電池もそうですが、電池は消耗品です。

アイフォンのバッテリーの寿命は、目安にはなりますが約300~500回の充放電とされています。

 

アップル公式サイトから引用(https://support.apple.com/ja-jp/HT208387)

 

これは、1日に1回充電する人と2回充電する人で、寿命の長さに差が出てくるかと思います。しかし、なかなか充電回数をコントロールするのもストレスがたまるかと思います。また劣化した場合はどうすればいいのでしょうか?

 

その際はダイワンテレコム藤沢店にて、古いバッテリーを取り外して、新品のバッテリーへと交換することで改善されます。

リチウムイオン電池が原因の事故

稀に、リチウムイオン電池が原因によるモバイルバッテリー等の事故(発火・発煙等)がニュースになることもあります。

この原因として考えられることは以下のようです。

 

・電池の生産時に金属粉等の異物が混入し、これが電極間のショートを引き起こして事故を起こすケース。

・強い衝撃を受けたときなどに、形が変形することにより電極が接触してショートしてしまい事故を起こすケース。

・制御回路・装置が何らかの原因により破損し、それがショートして事故を起こすケース。

・制御回路・装置が何らかの原因により正常に機能しなくなり、電池の過充電・過放電等の状態を引き起こして電池が発熱・発火するケース。

電気用品安全法(PSE)とは。

スマートフォンや電子レンジなどの電化製品は大変便利なものですが、誤った使い方をすると事故やケガの恐れがあります。そういった製品に使用される部品に、PSE(電気用品安全法)を取得し管理するように政府が規制をしています。

 

出典:PSE Information Center(https://www.pse-info.com/index.html)

バッテリーQ&A

Q.充電ケーブルの挿しっぱなしは良くない?

A.最新のスマホで過充電を防ぐ保護回路が搭載されている場合は問題無いようです。

 

Q.バッテリーを長持ちさせるため、定期的に100%から0%まで使い切ったほうが良いか?

A.過度な振れ幅 (100%→0%) はバッテリーに負荷がかかり、劣化に繋がります。バッテリーの性能を長く保たせるなら、約20% 〜 80%でバッテリー残量を維持しましょう。

 

Q.充電しながらのスマートフォン使用はバッテリーに良くないの?

A.バッテリーの技術も日々進歩しているので、安価な粗悪品を使わない限りは特に心配する必要はありません。ただし、バッテリーは熱に弱いので、充電中に発熱を感じたら操作や充電を一度ストップしてください。

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