リチウム電池関連の知識

バッテリー寿命
ほとんどの消費者は、リチウム電池の寿命が「500回」であると聞いたことがあると思います。バッテリーは 500 回充放電すると「寿命」になります。バッテリーの寿命を延ばすために、多くの友人はバッテリーが完全に消耗した場合にのみ充電します。ただし、これによってリチウム電池の寿命が延びるわけではありません。リチウム電池の寿命は「500回」ですが、これは充電回数ではなく充放電サイクルを指します。
充電サイクルとは、バッテリーの電力をフルから空まですべて使い切ってから、空からフルに充電するプロセスを意味します。これは 1 回の充電と同等ではありません。たとえば、リチウム電池は初日は半分の電力しか消費しませんが、その後完全に充電されます。 2 日目も同じ場合、つまり半分の充電、合計 2 回の充電の場合、これは 2 回ではなく 1 回の充電サイクルとしてのみカウントされます。したがって、通常、1 サイクルを完了するには数回の充電が必要になる場合があります。充電サイクルを繰り返すたびに、バッテリー容量は少しずつ減少します。ただし、この電力の減少は非常にわずかです。高品質のバッテリーは、複数サイクルの充電後も元の容量の 80% を維持します。リチウムを搭載した製品の多くは、2 ～ 3 年経ってもまだ通常に使用されています。もちろん、リチウム電池は寿命が来たら交換する必要があります。
いわゆる 500 回とは、メーカーが一定の放電深度 (80% など) で約 625 回の充電可能回数を達成し、500 充電サイクルに達したことを意味します。
(80%*625=500) (リチウム電池の容量低下などの要因は無視)
実際の生活ではさまざまな影響があり、特に充電中の放電深さが一定ではないため、「500 充電サイクル」は参考バッテリー寿命としてのみ使用できます。
影響を与える要因
リチウム電池は通常、300-500 回充電および放電できます。リチウム電池は完全に放電するのではなく部分的に放電することが最善であり、頻繁に完全に放電することは避けるようにしてください。電池が生産ラインから外されると、時計は動き始めます。使用するかどうかにかかわらず、リチウム電池の耐用年数は最初の数年のみです。電池容量の低下は、酸化による内部抵抗の増加が原因です（これが電池容量低下の主な原因です）。最終的に、電解槽の抵抗は一定の値に達し、この時点でバッテリーは完全に充電されますが、バッテリーは蓄えられた電力を放出できなくなります。
リチウム電池の劣化速度は、温度と充電状態によって決まります。次の表は、2 つのパラメータの下でのバッテリ容量の減少を示しています。
リチウム電池の保管に対する温度と初期充電の影響
温度
40%充電
100%充電
0度
1年後の容量は98%
1年後の容量94%
25度
1年後の容量96%
1年後の容量は80%
40度
1年後の容量85%
1年後の容量65%
60度
1年後の容量は75%
3か月後の容量は60%
充電状態が高く温度が上昇すると、バッテリー容量の低下が加速します。
可能であれば、バッテリーを 40% まで充電し、涼しい場所に置きます。これにより、長期間の保管期間中にバッテリー自体の保護回路が動作することが可能になります。満充電後にバッテリーを高温の場所に置くと、バッテリーに大きなダメージを与える可能性があります。 (したがって、固定電源を使用する場合、この時点でバッテリーは完全に充電されており、温度は通常 25-30 度の間にあり、バッテリーが損傷して容量が低下します)。
影響要因 1: 放電の深さと再充電の回数
図 1 の実験データから、再充電の回数は放電深さに関係していることがわかります。バッテリーの放電深さが深いほど、再充電の回数は少なくなります。
再充電回数 * 放電深度=完了した充電サイクルの合計数。完了した充電サイクルの総数が多いほど、バッテリー寿命、つまり再充電回数 * 放電深度=実際のバッテリー寿命 (他の要因を無視) は長くなります。
影響要因 2: 過充電、過放電、および大きな充放電電流
バッテリーの過充電は避けてください。リチウムイオン電池のいかなる形式の過充電も、電池の性能に重大な損傷を与えたり、場合によっては爆発を引き起こしたりすることがあります。
2V または 2.5V 未満での深放電は避けてください。リチウムイオン電池が急速かつ永久に損傷します。内部の金属メッキが発生する可能性があり、ショートが発生し、バッテリーが使用できなくなったり、安全でなくなったりすることがあります。
ほとんどのリチウムイオン バッテリーには、バッテリー パック内に電子回路があり、バッテリー電圧が 2.5 V を下回る場合、4.3 V を超える場合、または充電または放電中にバッテリー電流が所定のしきい値を超える場合に、バッテリーの接続を切断します。
大電流はバッテリーに過度の圧力をかけるため、大電流の充電および放電は避けてください。
影響要因 3: 過熱または過剰な環境
温度もリチウム電池の寿命に大きな影響を与えます。氷点下の環境では、電子製品の電源を入れた瞬間にリチウム電池が焼き切れる可能性があり、過熱した環境では電池容量が減少します。したがって、ノートパソコンがバッテリーを取り外さずに外部電源を長時間使用すると、バッテリーはノートパソコンから放出される高熱に長時間さらされることになり、すぐに廃棄されてしまいます。
影響要因 4: 完全に充電されているか、長時間電源が入っていない
過度の高出力および低出力状態は、リチウム電池の寿命に悪影響を及ぼします。販売されている電化製品やバッテリーに記載されている充電可能時間のほとんどは、ベンチマーク テストとして 80% の放電に基づいています。実験によると、一部のラップトップのリチウム電池では、電池電圧が標準電圧を 0.1 ボルト、つまり 4.1 ボルトから 4.2 ボルトを超えることがよくある場合、電池寿命は半分になります。 0.1 ボルト増加すると、寿命は元の 1/3 に減少します。バッテリーが完全に充電されるほど、バッテリーの損失が大きくなります。低電力または無電力状態が長期間続くと、バッテリー内の電子の移動に対する抵抗がますます大きくなり、バッテリー容量が低下します。リチウム電池は中間の充電状態に保つのが最適で、これにより電池寿命が最も長くなります。