リチウムイオン電池の寿命が短くなるケース

では、どのような場合にリチウムイオン電池の寿命が短くなるのだろうか?

TDKがバッテリー劣化に関して解説した記事によると、リチウムイオン電池の寿命が短くなるのは以下の3つの場合だ。

1.電極自体が劣化する場合
2.バッテリーパックに内蔵された調整用コンピュータの精度に狂いが発生する場合
3.バッテリーパック内のセルバランスが崩れる場合
それぞれの場合について簡単に説明する。

なお、リチウムイオン電池にはメモリー効果はほぼ無いと考えられており、ニッケル水素電池やニッカド電池のように継ぎ足し充電によって寿命が短くなることはないと言ってよい(寿命が短くなるという表現は不正確だが、ここでは説明を省略する)。

1. 電極自体が劣化する場合
電池の電極は、熱を加えられることや充電されることで劣化していく。

したがって、夏場に車のダッシュボードに放置しているような場合、バッテリーの劣化が急速に進む。

また、残量がある状態での充電する場合や職場や家庭内で常に充電する場合のように頻繁に充電を行うことでもバッテリーの劣化が進行する。

2. バッテリーパックに内蔵された調整用コンピュータの精度に狂いが発生する場合
まず、「過充電」と「過放電」について簡単に説明する。

  • バッテリーをフル充電した後に充電し続けた状態が「過充電」。過充電状態のままでは、バッテリーが劣化してしまう。
  • また逆に、電池残量が0%のまま長期間放置しておくと「過放電」状態となり、充電することができなくなる場合がある。最近では、小惑星探査機「はやぶさ」が小惑星イトカワから帰還する際にバッテリーの一部が充電能力を失った事例が記憶に新しい。

このような過充電と過放電を防止するために、スマホなどに使われているバッテリーの内部には調整用のコンピュータが搭載されている。よって、通常の利用方法では過充電・過放電に陥ることはまず無い。

しかし、普段、スマホなどを使っていると次第にこのコンピュータの精度に狂いが発生し、フル充電することができなくなる場合がある。

この場合には、フル充電状態から一度完全に放電して電池残量を0%にすることでコンピュータを再調整できる(もちろん、過放電に注意しなければならない)。

3. バッテリーパック内のセルバランスが崩れる場合
リチウムイオンバッテリー内部はセルと呼ばれる小部屋に分かれている。セルが1つの電池で、バッテリーはそれらが複数個まとめられているモノだと考えれば分かりやすいだろう。

セルのうち1つがフル充電されると、充電器は他のセルがフル充電されていなくても充電完了と判断し充電を終了する。セルごとにフル充電されるタイミングが異なるのは、セルごとに放電するスピードが微妙に異なるため。それゆえ、充電と放電を繰り返すことで、次第にセル同士のバランスが崩れていくことになる。

スマホが熱くなる原因に心当たりがない場合の対処法

1.スマホが熱くなる現象について
スマホが熱くなるには、いくつかの原因があります。そのうちの1つだけが原因である場合もありますが、複数の原因が重なっていることもあります。

スマホが熱を持った状態を放置しているとバッテリーの劣化や本体の故障を招くと言われていますが、それでは「スマホが熱い」というのは何度以上が危険なのでしょうか。

スマホ本体を構成しているCPUなどの基幹部品は発熱源でもありますが、よほどの高温にならない限り性能への影響は少ないとされています。一般的にパソコンやスマホの基幹部品は100度になっても熱が原因で故障することはないようです。

最も熱の影響を受けるのは、バッテリーです。ほとんどのバッテリーはリチウムイオン電池を採用しており、このリチウムイオン電池が熱に弱い特性を持っているからです。

環境対応車普及方策検討会という団体がまとめた、温度がリチウムイオン電池に与える影響をまとめた資料によると45度でもバッテリーの劣化が進むと報告されています。

45度というと人間の手で触れても「少し熱を持っている」という程度の温度ですが、この温度でも長時間続くと少なからず影響が出てくるということです。

iPhoneやXperiaなど代表的な端末の説明書にも、おおむね40度や45度といった保管場所の温度上限が記載されています。このことを考えても40~45度の状態を長時間続けているとバッテリー劣化の原因になると見て良いでしょう。
2.スマホが熱くなる5つの理由
充電方法の問題
スマホを充電したまま通話やネット通信をすることを「ながら充電」といいます。ながら充電はバッテリーへの負荷が高いため発熱しやすく、同じくバッテリーへの負荷が高い急速充電と並んでスマホが熱くなるポピュラーな原因として知られています。バッテリーの劣化
バッテリーが劣化してくるとキャパシティが少なくなってくるため、放電と充電を頻繁に繰り返すことになります。その結果、バッテリーへの負荷が掛かってバッテリーの熱がスマホの温度を上げてしまいます。

アプリの負荷が高い
ゲームなど微細なグラフィックやアニメーションを多用するアプリの使用や動画の再生。また使用中のアプリだけでなく、バックグラウンドで動作しているアプリを含めて動作の負荷が高いとそれだけCPUから発生する熱がスマホ本体を熱くする原因となります。

スマホを長時間使っている
長時間使用していると熱を持つのはスマホだけでなくパソコンも同様ですが、パソコンにはCPUファンなど冷却装置があります。スマホは小型化するためにこうした装置がなく、長時間の使用で内部からの熱が放出されず溜まってしまうとスマホが熱くなります。

また、防水性に優れた端末ほど機密性の高さゆえに内部の熱が放出されず、熱くなるのに拍車を掛けてしまいます。

スマホが置かれている場所の問題
そもそも高温の場所に置いていると、その熱がスマホを熱くします。直射日光が当たる場所や夏の車内など、スマホが放熱できない場所に置いていると熱を持ったままになってしまいます。

また、電波が不安定な場所に置いていると電波を探すことによる負荷が掛かるので、それが熱の原因になることもあります。

3.熱くなる原因に心当たりがない場合の対処法
ここで解説したような原因に心当たりがなく、普通に使っているだけで異常に熱いと感じる場合は、本体の故障や不具合かも知れません。その場合はスマホのメーカーもしくは契約している携帯キャリアのショップなどに相談してみてください。

ノートパソコンのバッテリー交換 5つの基本

1.ノートパソコン用バッテリーの仕組みと交換時期
ノートパソコンには必ずバッテリーが装着されています。これにより電源につないでいなくても一定時間は利用が可能で、いつでもどこでもパソコンを利用できます。

ほとんどの機種ではディスプレイとの付け根部分の裏側に装着されています。簡単に取り外しが可能で、取り外すと意外に重いためノートパソコンの重量の大半がバッテリーであることを実感できます。

このバッテリーは、「セルバッテリー」と呼ばれています。内部にはセルと呼ばれる電池が並べられていて、その電池は乾電池のような円筒型をしています。

セルバッテリーを横から見ると、その形からも内部に円筒型の電池があることが想像できます。

この内蔵されている電池は現在、ほとんどの機種でリチウムイオン電池が採用されています。そのため、内蔵されているリチウムイオン電池が寿命を迎えた時が交換時期となります。

使い方やバッテリーが置かれている環境によって大きく異なるため「何年が目安」という表現はできませんが、バッテリーの持ちが悪くなってきた(短時間しか持たない)と感じたら交換時期が近づいているサインです。

2.リチウムイオン電池の特徴
大半のノートパソコンのバッテリーに採用されているリチウムイオン電池は、名称の通りリチウムという物質が使われておりリチウム原子の電子の移動によって充電と放電を行っています。

リチウムイオン電池が普及する前はニッケルカドミウム(ニカド)電池が主流でした。このニカド電池にはメモリ効果といって充電の途中で使用すると次第にその「途中」が充電の上限になってしまう性質がありましたが、リチウムイオン電池にはその特性がなく、より性能の高い充電池です。

その一方でリチウムイオン電池にはフル充電で長期保存をすると劣化しやすい、高温に弱いため温度によって劣化が早まるなどの特徴があります。これらの特徴はバッテリーを長持ちさせるノウハウに直結しているので。

3.バッテリー容量の見方
ノートパソコンのバッテリー容量は、そのバッテリーに表記されています。容量が大きいほどフル充電から長時間利用できることになるので、この数値はバッテリーの駆動時間の目安としても用いられています。

バッテリーを取り外してみると、バッテリーのどこかに記載があります。下の画像のバッテリーの場合、5200mAhというのがバッテリー容量です。

この数値によってどれくらいの駆動時間が得られるのかというのは、パソコンの消費電力やパソコンで行う作業、処理によって大きく異なります。そのため換算する明確な方法はありませんが、バッテリー交換する際にはこの数値が容量を示しているということを知っておいて損はないと思います。

なお、一般社団法人電子情報技術産業協会が「JEITAバッテリ動作時間測定法」というガイドラインを設けています。あくまでも目安ではありますが、この算出法によってバッテリーの駆動時間を算出することはできます。

4.「バッテリーを交換してください」というメッセージが出たら
ノートパソコンを利用していて、「バッテリーを交換してください」というメッセージが何度も表示されるようになったら、バッテリーの寿命が近づいているサインです。

ノートパソコンを電源につないだままでしか使わないという方であれば緊急の問題ではありませんが、外出先などで使用する場合はバッテリーの劣化によって突然のシャットダウンが起きる可能性もあります。

突然のシャットダウンはハードディスクを傷める可能性や、大切な編集中のデータを失うことにもつながるので早めのバッテリー交換を行ってください。

電源につなぎっぱなしで使用する方であっても、ノートパソコンのバッテリーには突然の停電が起きても電源を維持する役割もあります。万が一の事態に備えて、「バッテリーを交換してください」というメッセージには従うようにしてください。

バッテリーの寿命を延ばす4つの方法と心がけ

フル充電で長期保存しない
リチウムイオン電池にとって、フル充電は最も負荷が掛かっている状態です。すぐに使いたい場合に備えてフル充電での長期保存をしてしまう人は多いと思いますが、バッテリーは50%程度まで使った段階で継ぎ足し充電をするのが理想的です。

また、しばらく使用しない場合も50%程度まで放電しておいたほうが負荷が軽くなり、バッテリーの交換時期を延ばすことができます。

高温状態をできるだけ避ける

リチウムイオン電池は高温に弱いという性質を持っているので、使用中または保存中の温度が高温にならないように意識してください。

真夏の車の中はとても高温になります。そんな日に車の中にノートパソコンを放置するのはダメージが大きいので避けましょう。

また、これはやっている方が多いと思いますが、充電しながら使用するのも実はNGです。フル充電の状態で、しかも充電による温度上昇というダブルパンチになるためバッテリーの交換時期を早めてしまいます。

各メーカーのバッテリーメンテナンスアプリを活用する

大半のノートパソコンには、各メーカーのバッテリーメンテナンス用のアプリが入っています。東芝の「TOSHIBA ecoユーティリティ」など個別のアプリとして提供されている場合や、Mac OSの機能として提供されている場合など形はさまざまですが、おおむね機能は似ています。

これらのサービスにはバッテリーを長持ちさせるためのモードがあるので、それを利用するとバッテリーの寿命を伸ばすことができます。

OSの機能でモニターの明るさを調整する
モニターは大量の電力を消費するため、モニターの明るさを調整することで電力消費を抑え、バッテリーへの負担を軽減することで結果として交換時期を延ばすことができます。

Winodws、MacそれぞれOSの機能で調節が可能なので。Windows、Macそれぞれの方法が書かれています。