また「電気一筋」だ！携帯電話のバッテリーは、使用していくうちになぜ耐久性が低下するのでしょうか? |デジタルリテラシー

監査専門家：周洪志

北京理工大学物理・光電子工学学院の上級実験者およびマスタースーパーバイザー

今日では、携帯電話は私たちの日常生活に欠かせないものとなっています。多くの人は、使用時間が長くなるにつれて、携帯電話のバッテリーの耐久性がどんどん低下し、フル充電後の使用時間がどんどん短くなっていることに気付くでしょう。この現象は幅広い注目と議論を呼び起こした。携帯電話のバッテリーの耐久性がどんどん低下しているのはなぜでしょうか?

リチウム電池の寿命低下のメカニズム

現在、市場に出回っているほとんどの携帯電話は、大容量、小型、高電圧プラットフォーム、長いサイクル寿命などの利点を持つリチウムイオン電池を使用しています。

実際、あらゆる化学エネルギー貯蔵バッテリーには減衰プロセスがあります。簡単に言えば、バッテリーのエネルギーは「活性電子の数」という概念を使って理解できます。活性電子が多いほどバッテリーのエネルギーは高くなり、逆に活性電子が少ないほど充電量は少なくなります。これがいわゆる容量です。

バッテリーの充電と放電は、これらの活性電子を補充し、消費するプロセスです。バッテリーが使用されると、携帯電話の使用時のように、活性電子が外部負荷を介してカソードからアノードに流れて作業を実行します。このとき、負荷は活性電子を消費し、バッテリー内の活性電子が減少します。充電時には、充電器はバッテリーのカソードに活性電子を補充し、バッテリー内の活性電子の数を回復して、バッテリーのエネルギーを回復します。

この繰り返しプロセスで活性電子の数が徐々に減少することに注意する必要があります。この減少の原因としては、電池極の老化、正極の酸化劣化、化学媒体の老化と劣化などが挙げられます。これらの変化は、金属電極自体の特性と不適切な使用による損傷によるものです。もちろん、リチウム電池もこの規則に従います。

したがって、リチウムイオン電池の寿命には限りがあり、使用時間が長くなるにつれて徐々に性能が低下します。この寿命の低下は主に以下の要因によって影響を受けます。

バッテリーサイクル数: バッテリーサイクルとは、バッテリーを完全に充電された状態から 25% 未満の空の状態まで放電し、その後、完全に充電された 90% 以上の状態まで充電するプロセスを指します。サイクル数が増えると、バッテリー内部の変化によりバッテリー容量が低下します。このサイクル数は、バッテリー製造後に設計された寿命であり、変更することはできません。

不適切な充電方法: 不適切な充電方法は、バッテリー寿命の低下を早めます。

⌛例えば、過充電や過放電など、リチウムイオン電池を過度に充電および放電すると、正極および負極の材料の構造が破壊され、リチウムイオンの数が減少し、容量が低下する可能性があります。品質の悪い充電ケーブルや充電器を使用すると、電流が不安定になり、バッテリーが損傷する可能性もあります。

ここで特にお勧めするのは、可能な限り、携帯電話と同じブランドの純正充電器を使用することです。バッテリーと充電器の両方にバッテリー管理コンポーネントが内蔵されているため、元の充電器（パワーバンクを含む）とバッテリーが効果的に相互作用し、充電プロセスの各段階の管理と保護を自動的に完了し、バッテリー寿命の確保を優先します。ここでの保護には、バッテリー残量が少なくなった場合の回復充電プロセス、バッテリーが完全に充電されたときの自動充電停止、およびバッテリー使用中の充電の自動調整プロセスが含まれます。異なるブランドの充電デバイスはバッテリーとの効率的な通信が不足しており、それが言語の壁として理解され、バッテリーの保護機能が大幅に低下します。

⌛充電環境が極寒または高温の場合: リチウム電池は温度に非常に敏感です。通常の動作（放電）温度範囲は 0°C ～ 35°C です。高温でも低温でも、リチウム電池の動作に影響を与えます。高温がバッテリーに与える影響は特に大きくなります。高温で充電すると、バッテリー内部の化学反応が激しくなり、より多くの熱が発生してバッテリーの温度が上昇し、バッテリーの寿命が短くなります。

バッテリー寿命を延ばすためのヒント

リチウム電池の寿命減衰メカニズムを理解した後、携帯電話のバッテリーの寿命を延ばすためのいくつかの対策を講じることができますが、最も重要なことは「充電器（パワーバンク）の正しい使用」です。

1. 純正ブランドの充電器とモバイルバッテリーを必ず使用してください

充電プロセスにより、バッテリーの安全性が効果的に確保され、過充電が発生することはありません。表示される 100% フル充電は単なる表示です。実際のところ、充電器はバッテリーを接続しているかどうかに関係なく、バッテリーを充電しません。

2. バッテリーが切れた後は充電しないでください

現代のスマートフォンに使用されているリチウム電池には「メモリ効果」がなく、再充電する前に完全に放電する必要はありません。バッテリーの状態を維持するために、電力が 25% を下回ったらすぐにバッテリーを充電することをお勧めします。

3. 3C認証を受けた充電器を必ず使用してください

オリジナルの充電器と充電ケーブルは、電流と電圧の安定性を確保し、バッテリーの損傷を軽減するために、厳格なテストと認証を受けています。異なるブランドの充電器を使用する必要がある場合は、3C 認証を受けた充電器を選択する必要があります。ただし、緊急時には使用するようにしてください。

4長時間の充電を避ける

同じブランドの充電器を使用していない場合は、特に夜間に携帯電話を充電器に接続したまま長時間放置しないでください。特定の時間に携帯電話を充電し、完全に充電されたらすぐに充電器を抜くことをお勧めします。判断する簡単な方法は、携帯電話が完全に充電されたことが表示された後、数分後に充電器に触れてみることです。室温に戻れば充電は停止しているのでご安心ください。それでも温度が高い場合は、フルパワー停止機能が使用できないことを意味しますので、できるだけ早くプラグを抜いてください。

5高温または4℃以下の環境での充電は避けてください。

暑い天候のときは、日光の下や閉め切った環境で携帯電話を充電しないようにしてください。涼しくて風通しの良い場所で充電し、携帯電話のケースを外して熱を放散させるようにしてください。低温状態では、化学反応が遅くなるため充電が困難になったり、充電が停止したりすることがあります。

注: この記事の画像はすべてAIによって生成されています

参考文献:

科学普及中国：携帯電話のバッテリーが再び耐久性を失っている。これらの課金詳細は無視されました...

科学普及中国ネットワーク：充電中に携帯電話をいじらないでください！携帯電話のバッテリーを長持ちさせたいなら、以下の点に注意してください

科学普及中国：携帯電話のバッテリーは長持ちしないのか？あなたはこれらの5つのことを間違っているかもしれません

科学的啓蒙：携帯電話のバッテリーを節約する方法

科技日報：携帯電話のバッテリーはすぐに消耗しますか？請求額が高すぎます。