携帯電話を急速充電するとバッテリーが損傷しますか?誤解を避け、科学的に課金する方法を学ぶ →

今日のペースの速い都市生活では、多くの人が携帯電話のバッテリーについて不安を感じています。電話をかけたり、WeChatでチャットしたり、動画を見たり、モバイルゲームをしたり…携帯電話は私たちの体の周辺器官になっているようで、携帯電話のバッテリー寿命についても特に心配するようになっています。急速充電が誕生しました。では、携帯電話の急速充電技術とは一体何なのでしょうか?急速充電は携帯電話にダメージを与えますか?携帯電話をより健康的に動作させるためには、どのように充電すればよいでしょうか?

01 急速充電は避けられない選択

携帯電話のバッテリーは車のガソリンタンクのようなものです。車をもっと長く走らせたい場合、「燃料タンク容量の拡大」と「ガソリン使用効率の向上」という2つの角度から改良することが容易に考えられます。残念ながら、現在の携帯電話では、これら両方の道はすでに非常に困難です。

携帯電話の内部スペースは限られているため、チップやカメラなどのコンポーネントの占有によってバッテリー容量が制限されます。さまざまな携帯電話メーカーも、バッテリー用のスペースを増やし、バッテリー容量を増やすために絶えず努力してきました。例えば、フィーチャーフォンの時代では、800mAh のバッテリーは「大容量」と考えられますが、2007 年の第 1 世代 iPhone のバッテリー容量は 1400mAh でした。 HUAWEI Mate 70が2024年に発売された時点で、そのバッテリー容量は5300mAhに達していました。

スマートフォンの性能が上がるにつれて、バッテリーは大きくなりますが、以前よりも早く消耗するようになります。では、「ガソリン」の品質を向上させて、バッテリーのエネルギー密度を高めることは可能なのでしょうか？実際、科学者たちは懸命に研究を重ねてきましたが、さまざまな要因により、携帯電話のバッテリーの原理と応用材料は根本的に変わっていません。現在でも、ほとんどの携帯電話はフィーチャーフォンの時代から使用されてきたリチウム電池で動いています。バッテリーのエネルギー密度は短期間で大幅に向上することはできません。

もちろん、携帯電話のバッテリーを交換するという別の方法もあります。しかし現在、携帯電話メーカーはセキュリティと持続可能性の理由からこの道を放棄して久しい。取り外し不可能なバッテリーは、携帯電話をデータケーブル経由でしか充電できないことを意味し、携帯電話の付属品である「ユニバーサル充電器」も歴史の舞台から消えてしまいます。

したがって、車をより長く走らせたい場合、残された方法は 1 つだけです。給油時間を短縮し、給油速度を上げることです。同じ理由で、携帯電話の急速充電技術が誕生しました。

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02 より早く充電するには？

バッテリー容量が固定されている場合に充電速度を上げたい場合には、充電電力を上げて充電時間を短縮する必要があります。電力 P = 電圧 U × 電流 I なので、急速充電をしたい場合は、電圧を上げるか、電流を上げます。現在市場に出回っている急速充電技術は多種多様であるように見えますが、本質的にはすべてこれら 2 つのアイデアを中心に展開されています。

電圧を上げることが、ほとんどのメーカーが選択する解決策です。その利点は、従来のデータケーブルやバッテリー構造に大きな変更を必要とせず、コストが低く、充電器の互換性が優れていることです。しかし、このソリューションでは、220V の民間電圧を複数回変換する必要があり (最初に 20V に下げてから、バッテリーに必要な 4.2V に調整するなど)、その過程で大きなエネルギー損失と熱の問題が発生します。近年、一部のメーカーは専用チップを統合することで高電圧から低電圧への変換を直接実現しようと試みていますが、技術的な複雑さとコストのため、まだ広く普及していません。

もう一つの解決策は低電圧・高電流であり、その代表的な例が OPPO の VOOC フラッシュ充電です。この方法は、電流を増加させながらエネルギー損失と熱を低減することで、充電速度を大幅に向上させます。しかし、欠点も明らかです。大電流を供給するには、より太い芯線とそれを支えるより高品質の材料が必要となり、通常のデータケーブルではそれを運ぶことが困難であり、急速充電効果を得るには特別なケーブルを使用する必要があります。

03 急速充電はデータケーブルまたは充電ヘッドに依存しますか?

どのような急速充電ソリューションを採用したとしても、その実際の効果はハードウェアに大きく依存することに注意してください。急速充電を実現するには、データケーブル、充電ヘッド、急速充電に対応した携帯電話が不可欠です。

データ ラインの電流容量は急速充電効果に直接影響します。従来の USB 2.0 データ ケーブルは通常、最大 2A の電流しか流せませんが、急速充電にはより高い電流 (3A や 6A など) が必要になることがよくあります。そのため、急速充電をサポートするデータケーブルでは、通常、高電流伝送の安定性と安全性を確保するために、より太いケーブルとより良い材料が使用されています。たとえば、USB-C データ ケーブルは通常 3A または 6A の電流を流すことができ、ほとんどの急速充電のニーズに適しています。

充電ヘッドの出力電力は、携帯電話の急速充電プロトコルと一致する必要があります。各充電ヘッドの出力電力が表示されます（5V/2A、11V/6A など）。ユーザーは、携帯電話でサポートされている急速充電プロトコルに応じて適切な充電ヘッドを選択できます。高出力急速充電（9V/1.67A）に対応した携帯電話を低出力充電器（5V/1Aなど）で充電すると、充電器が過負荷になり、発熱したり、損傷したりする可能性があります。

HuaweiのSuperCharge、OPPOのVOOCなど、携帯電話メーカーごとに急速充電プロトコル（急速充電技術）が異なります。これらのプロトコルは相互に完全に互換性がないため、純正以外の充電機器を使用すると急速充電ができない場合があります。携帯電話メーカーが純正充電キットの使用を重視する理由もこれです。サードパーティの充電機器を購入するときは、携帯電話の急速充電プロトコルと互換性があるかどうかに注意する必要があります。

さらに、多くのデータ ケーブルやパワー バンクでは、1 ラインのマルチヘッド設計が採用されています。よく知られているブランドや品質が保証された製品を選択する限り、通常は携帯電話のバッテリーに損傷を与えることはありません。ただし、異なるブランドの急速充電プロトコルは相互運用性がなく、このようなデバイスではすべての携帯電話の急速充電を保証できない可能性があります。

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それだけでなく、携帯電話の急速充電も動的なプロセスです。多くの人が同じような経験をしたことがあるかもしれません。携帯電話のバッテリー残量が少なくなると、最初は確かに充電速度が速いのですが、一定のレベルまで充電すると、速度が明らかに遅くなり、「急速充電」の効果を感じられなくなります。

これは実際には正常な現象です。携帯電話のバッテリー残量が少なくなると、携帯電話は自動的に充電器を駆動して電力をフル容量まで補充しますが、このとき熱と損失も非常に大きくなります。バッテリーが 60% ～ 80% に達すると、車のガソリンがほぼ満タンになったときに充電電流が細流になるのと同じように、携帯電話は自動的に充電電流を減らします。これにより熱が軽減され、携帯電話内部のハードウェアが保護されます。

04 科学的な充電方法とは？

正しい充電方法は、バッテリーの寿命を延ばすだけでなく、携帯電話の全体的なパフォーマンスを向上させることもできます。携帯電話の充電技術の向上により、過去に流行した多くの充電習慣や格言は現在では当てはまらなくなっています。

たとえば、よくある誤解は、新しい携帯電話を初めて数回充電するときに、完全に充電されたと表示されていても、バッテリー容量を「有効」にするために、もう少し充電する必要があるというものです。これは今日のリチウム電池には当てはまりません。リチウム電池にはメモリ効果がなく、携帯電話は工場出荷前に事前にアクティブ化されているため、使用するには完全に充電するだけで済みます。

例えば、もう一つ誤解があります。多くの人は、携帯電話を充電ヘッドに一度抜き差しすれば、充電と放電のサイクルになると考えています。実際、充電と放電のプロセスとは、バッテリーの電力を使い切ってから再充電するプロセスを指します。

では、携帯電話を科学的に充電するにはどうすればいいのでしょうか?

1. バッテリーの過放電や過充電を避ける

リチウム電池は過放電に非常に敏感であり、頻繁に電池を 0% まで放電すると電池が損傷する可能性があります。バッテリー残量が20%未満の場合は充電することをお勧めします。電力を 20% ～ 80% の間に保つことが、バッテリーの健全性にとって最も有益です。

スマートフォンには通常、過充電防止機能が備わっていますが、長時間接続したままにしておくと、バッテリーの劣化が早まる可能性があります。バッテリーが完全に充電されたら、すぐに充電器を抜くのが最善です。特に、夜間に充電しないでください。

2. 高温環境での充電は避けてください

高温は携帯電話のバッテリーの劣化を早めるため、換気の良い環境で充電し、ヒーターや直射日光の当たる場所など、極端に高温になる場所に携帯電話を置かないようにすることをお勧めします。

3. 携帯電話の純正充電器を使用する

携帯電話メーカーによって急速充電プロトコルは一貫していないため、非純正充電器では充電の安定性と急速充電の効果を保証できません。低品質の充電器はバッテリーを損傷するだけでなく、安全上の問題を引き起こす可能性もあります。

4. 充電中にデバイスを使用しないでください

携帯電話を充電したり、ビデオを視聴したり、ゲームをしたりすると、携帯電話内のハードウェアが高負荷で動作し、携帯電話の温度が急激に上昇します。長期的には、バッテリーの劣化が加速し、バッテリー寿命が短くなります。

携帯電話本体と同様に、携帯電話のバッテリーにも寿命があります。携帯電話のメンテナンスに細心の注意を払っていたとしても、バッテリーの劣化は避けられません。一般的に、携帯電話のバッテリーのサイクル寿命は500〜1000回です。携帯電話のバッテリーが古くなり、容量が大幅に低下した場合は、専門の携帯電話修理業者にバッテリーの交換を依頼することを検討してください。

科学的な充電と合理的な使用により、携帯電話のバッテリーの寿命を効果的に延ばすことができます。これは、人類に役立つツールである携帯電話を大切にする最良の方法かもしれません。

出典：重慶科学技術博物館

著者: ジャガイモを掘ってもいいですか? DIY愛好家、科学普及者

監査専門家：李春麗

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