バイオ燃料・エタノール・新エネルギースレ - 1227192268

1：とはずがたり：2008/11/20(木) 23:44:28: 関連スレ

農業スレ
http://jbbs.livedoor.jp/bbs/read.cgi/study/2246/1060165378/l40
エネルギー綜合スレ
http://jbbs.livedoor.jp/bbs/read.cgi/study/2246/1042778728/l40
環境スレ
http://jbbs.livedoor.jp/bbs/read.cgi/study/2246/1053827266/l40
電力スレ
http://jbbs.livedoor.jp/bbs/read.cgi/study/2246/1081280165/l40
メモ
http://members.at.infoseek.co.jp/tohazugatali/energy/index.html
2701：とはずがたり：2017/01/17(火) 19:35:40: リチウムイオンバッテリーを長持ちさせる方法とその理由　ー電池のしくみ（５）
http://stonewashersjournal.com/2015/06/08/battery5/

充電池と言うのは、充電と放電を繰り返しながら長時間使えるのが特徴です。しかし、充電池と言うのは長時間使っていると消耗が激しくなり、徐々に電池容量が少なくなってしまいます。

(やや高価な)リチウムイオンバッテリーを使用する携帯やスマホ、ノートパソコンではリチウムイオンバッテリーの消耗がどうしても気になってしまうものです。

そこで、リチウムイオンバッテリーを長持ちさせるためのテクニックと、何故そのテクニックを使うと長持ちさせることが出来るのかを踏まえてご説明していきます。

容量が無くなるとはどういう状態？

まず、長持ちさせるテクニックを知る前に、容量が無くなると言う現象について理解しておきましょう。

バッテリーの容量と言うのは、バッテリーの電気が無くなるまでにどれくらいの電流を流すことが出来るかで算出されています。しかし、バッテリーの電気が無くなっても、実は電気自体は残っています。単に、電子機器を動かせるだけの「電圧が無い」と言うだけなのです。

つまり、バッテリーの電気が無くなったと言うのは、「必要な電圧が出なくなった」と言う意味であって、中の電気が無くなったと言う意味ではありません。

そこから導き出されるのは、必要な電圧が出にくくなるだけでも容量が少なくなるということなのです。必要な電圧が出にくくなる現象は、バッテリー内部の化学反応が起こりにくくなることで発生しますが、それを一般的には電池の消耗と呼びます。

では、どうするとその化学反応が起こりにくくなる（消耗する）のでしょうか？

長持ちさせたい場合にやってはいけないこと

まず、リチウムイオンバッテリーの消耗を防ぎ、長持ちさせるためにやってはいけない三原則から説明します。

電池を使い切る
バッテリーを高温状態（４５℃以上）にする
急速充電（高電圧・大電流充電）の多用
基本的に上から順に消耗を早める行為になっています。

理由について順番に説明していきましょう。

電池を使い切るのがダメな理由

バッテリーが高温に弱いとか、高速充電が消耗を早めると言う話は聞いたことがあるでしょう。しかし、使い切ると良くないと言うのは知らない人がいるかもしれません。

これは、ニッケル水素電池やニカド電池などを使う場合、使いきらないで充電するのは良くないと言われていたからです。これは、「メモリー効果」と呼ばれる、電池を使いきらずに充電する（継ぎ足し充電）と容量が見かけ上減ってしまう現象に対する対策でした。

しかし、リチウムイオンバッテリーの場合はメモリー効果が殆ど発生しませんので、使い切る前に充電する継ぎ足し充電によって容量が減ってしまうことはありません。

一方で、リチウムイオンバッテリーはかなり高い電圧で動作するように作られている大容量・高出力の電池です。それでも、使い続けると容量が減り、どんどん電圧が下がっています。

そして、それがメーカーで頻繁に使うと想定していない電圧まで下がってしまうと、リチウムイオンだけでなく、リチウムイオン以外の金属部品が溶けてイオン化し始めます。その状態で充電すると、溶けた金属が予期せぬ部品と結合して固まります。すると、排水口にゴミが詰まるように電気の流れが悪くなっていくのです。

この現象が発生すると、同じ時間充電しても以前までのように高い電圧が出なくなります。つまり、電池が消耗するのです。

また、使いきった状態で長時間放置すると「過放電」と言う状態になり、そうなると致命的な劣化を招きます。場合によっては、それだけで使用不能になりますので注意しましょう。

もちろん、多少使い切ったぐらいでは問題になりませんし、普通は過放電になる前に制御装置が働いて過放電を防ぎます。しかし、低電圧状態に近づくと上述の現象が多かれ少なかれ発生しますので、使い切る習慣がある人は気をつけた方が良いかもしれません。

バッテリーを高温状態にするのが良くない理由

高温に弱いのは全てのバッテリーに言えることですが、リチウムイオンバッテリーは大容量・高電圧の電池であるため、かなり簡単に高温状態に達してしまいます。
2702：とはずがたり：2017/01/17(火) 19:38:38: >>2701-2702
バッテリーが高温状態になると、正極に使われている金属と結合している酸素が分離してしまい、陽極の金属が正常に電子の受け渡しが出来ない状態になってしまいます。また、電解液に使われている有機溶媒は酸素と結びついて燃焼反応を起こしやすくなるため、発火のリスクも高まります。

ご存知の通り、酸素は気体ですので、大量の酸素が発生するとバッテリー自身が膨張することにもなります。消耗の進んだバッテリーが膨張するのは、酸素が発生しているからなのです。

酸素を含まない物質を使えれば良いのですが、リチウムと反応して電子の受け渡しをするには、酸素と結合した金属が最適であり、なかなか代用品が見つかりません。

また、高温状態では、密閉された電池内部の圧力自体も高まっており、電池の消耗以前にリチウムが予期せぬ反応をし易い不安定な状態でもあります。特に、そのような高温状態で充電を行ってリチウムに過剰なエネルギーを与えると、発火や爆発事故に繋がりますので危険です。

満充電の状態は特に高エネルギー状態になっていますので、高温状態での電池の劣化も激しいです。ただ満充電にしたからといって、劣化するわけではありませんが、高温状態になりやすく、劣化しやすい状態でもありますので注意しましょう。

急速充電が良くない理由

高速充電が最新型スマホのメリットとしても謳われるようにもなっているため、ある程度の消耗対策は取られるようになっています。しかし、急速充電・急速放電を行うと、綺麗に化学反応が起こらないケースが増えたり、電池が高温になる事が多く、結果として正極や陰極に異物が発生しやすくなって電圧の低下・容量の低下に繋がります。

高速充電は機器やバッテリー側で制御する機能であるため、バッテリーの容量によって高速充電と通常充電を切り替えているケースも多いです。その場合は、通常充電が行われる容量帯で充電するように心がけるとよいでしょう。

とは言え、充電に時間がかかるデメリットもある上、「使いきり」や「高温使用」に比べれば、大きな消耗には繋がるケースは少ないです。メーカーの提供する高速充電用の充電器を使っていれば、そこまで大きな問題にはならないでしょう。

ただし、メーカーの保証しない急速充電器などを使っての充電は電池の消耗を早める事になりますので、出来る限り控えてください。

長持ちさせるためのテクニック

やってはいけない事を３つ上げましたが、実際にどうすれば良いかという部分で不明な点が多いでしょう。そこで、リチウムイオンバッテリーの長持ちテクニックを列挙していきます。

電池残量は１０％未満にしない
誤って使いきってしまってもすぐに充電する
高温になる場所に保管しない
満充電時にポケットに入れない
電池残量は３０－９０％前後を意識する
満充電時の温度には特に気をつける
充電器に挿しっぱなしにはしない
長時間放置時は５０％前後の残量で

理由については以下のとおりです。

電池残量を１０％未満にしないのは、容量が少なくなって起こる低電圧状態を可能な限り防ぐためです。１０％以下は電池の消耗が早まるというわけではありません。

誤って使いきってしまっても、その状態で放置しなければそこまで消耗は大きくなりません。早めに充電しましょう。また、使い切りそうになったら電源を早めに切っておくのも手です。

電池残量は３０－９０％前後を意識しましょう。継ぎ足し充電による劣化は殆どありませんので、半分くらいになったら充電し、満充電になる前、もしくは満充電になったら充電を止めるようにすれば良いでしょう。

満充電の状態では、特に温度に気を使いましょう。満充電の状態で充電器につないでゲームをやったり、充電中に高温になる場所に置くなどはもっての外です(とは疑問：後ろで書いてる様に満充電なら充電切れるんちゃうの？)。ノートパソコンのUSBで充電し、ノートパソコンの上にスマホを置いて充電する光景もよく見ますが、ノートパソコンの熱をバッテリーが受けているので良くありません。

充電器に常時挿しっぱなしにする場合には、アプリの挙動に気をつけましょう。過充電になったり、異常加熱するというのは、バッテリー内部に制御装置が入っているので起こりません。

長時間放置する場合、満充電状態は避けましょう。電源を切っていたとしても、満充電状態での長時間放置は電池の劣化を早めます。自然放電による容量低下は非常に小さいので、３０％ぐらいの残量でも１年程度は十分保ちます。いつ使うか分からないと言う場合には、７０％前後にしておくと良いでしょう。ただ、あまり少なくして自然放電だけで過放電になってしまうといけないので、少な過ぎも厳禁です。