電気自動車は長期間使用しないとバッテリーが「餓死」してしまうのでしょうか？

監査専門家: 深圳凌康科技有限公司、電源研究開発ディレクター、王金禄

電気自動車を使っている友人は、長期間使用していると、電気自動車のバッテリーがフル充電されるたびに持続する時間がどんどん短くなっていることに気付くでしょう。さらに悪いことに、バッテリーを長期間使用しないと、電力がなくなり、充電できなくなります。

バッテリーに蓄えられる電力量が減少するのはなぜですか?バッテリーの電力が減ったり、充電できなくなったりするのを防ぐにはどうすればよいでしょうか?

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バッテリーの消費量はどのようになりますか？

市販されている電気自動車用バッテリーの一般的なタイプには、鉛蓄電池、リチウム電池、グラフェン電池などがあります。今日は、今日の電気自動車で最も広く使用されている鉛蓄電池について学びたいと思います。
鉛蓄電池は他の電池に比べて安価で、リサイクル可能、安全性も高いのが特徴です。理論上、鉛蓄電池の耐用年数は約 2 年で、約 400 回の深充電と深放電に耐えることができます。

自動車用鉛蓄電池の供給元｜エレクトリックネットワーク

バッテリー電力がどのように消費されるかを理解するには、まず鉛蓄電池がどのように機能するかを理解する必要があります。

下の図に示すように、電池には通常、陽極と陰極の 2 つのプレートがあります。バッテリーの充電および放電時には、電解質が正極板と負極板上の活性物質と化学反応を起こし、電子が正極と負極の間を行き来して放出または吸収され、バッテリーの充電および放電が行われます。

亜鉛銅電池の概略図 出典: Wikipedia 鉛蓄電池の陽極と陰極はそれぞれ二酸化鉛 (PbO₂) と鉛 (Pb) で構成され、電解液は希硫酸です。電池は充電時に電気エネルギーを化学エネルギーに変換し、使用時に放電することで化学エネルギーを電気エネルギーに変換します。

鉛蓄電池の電極は、多数の小さな電極粒子が積み重ねられて構成されています。鉛酸イオンの連続移動のプロセスにおいて、理想的な条件下では電極構造が損傷されることはありません。しかし、実際には、さまざまな非理想的な要因により、電子が電極に出入りするときに、必然的に電極に衝突したり、その他の電気化学反応を引き起こしたりして、電極板が損傷し、バッテリーが徐々に不活性になります。

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なぜバッテリーの耐久性が低下しているのでしょうか?

1つはバッテリーそのものです。

鉛蓄電池の電圧特性は、時間が経つにつれて電池が徐々に電気エネルギーを放出するというものです。しかし、放電後期になると、バッテリー電圧は急激に低下する波形になります。この時点でバッテリーの放電が続くと、バッテリーの過放電を引き起こします。時間が経つにつれて、バッテリー内部のバランスの一貫性が悪化し、バッテリーの耐久性はどんどん低下します。

電気を使い切ってから電気自動車を充電することに慣れている人もいます。これは「タイムリーな」充電のように思えるかもしれませんが、バッテリーには非常に有害です。深放電によりバッテリーの内部が塩分を帯びやすくなり、ひどい場合にはバッテリーが変形したり膨張したりして安全上の危険が生じる可能性があります。

バッテリー業界の標準では、バッテリーのサイクル寿命には 70% の放電が必要とされており、これは 10A バッテリーが 5A で 84 分間放電されることを意味します。これは、バッテリーの放電深度が浅いほど、バッテリーのサイクル寿命が長くなり、バッテリーの耐用年数が長くなることも意味します。

第二に、充電環境の温度

理想的な実験室条件によれば、充電は室温（摂氏 25 度）で行うのが最適です。しかし、電気自動車は屋外で充電されることが多く、夏や冬の極端な条件下ではバッテリーの充電不足や過充電という問題が発生します。これらの問題は、バッテリーを徐々に弱くする要因となります。

出典: pexels

さらに、鉛蓄電池のカドミウム除去や硫酸塩の沈着にも関係します。従来の鉛蓄電池にはカドミウムが添加されているため、電池の性能と耐用年数は向上しますが、カドミウムは環境に大きな汚染を引き起こします。そのため、環境保護の観点から、大手鉛蓄電池メーカーは今後、生産する電池にカドミウムを添加しないことになりました。カドミウムの不足により、バッテリー寿命の短縮など、さまざまな性能特性がさまざまな程度に低下します。

さらに、バッテリーが放電されると、硫酸化プロセスが始まります。時間内に充電しないと、硫化物結晶が蓄積し、徐々に粗い結晶を形成します。通常の充電器はこれらの粗い結晶に対して無力であり、徐々にバッテリー容量が減少し、バッテリー寿命が短くなります。そのため、毎日充電することに加え、使用後はできるだけ早く充電して、バッテリーをできるだけ満充電状態にしておくことにも注意する必要があります。

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電池を正しく使用するには？

通常の電池と同様に、鉛蓄電池も使用方法に注意が必要です。バッテリーを正しく使用することによってのみ、バッテリーを長持ちさせることができます。

1. バッテリーが空になって充電できない状況を回避するにはどうすればよいですか?

バッテリーを長期間使用しないと、バッテリープレートが硫化し、バッテリーが不足して充電できなくなります。したがって、デバイスを長期間使用しない場合は、デバイスのバッテリーを取り外す必要があります。これにより、バッテリー寿命を効果的に延ばすことができます。

漏電防止装置をオフにします。電気自動車の通常運転時に、回路が過負荷になったり短絡したりした場合、漏電保護装置は感電事故の発生を減らし、人身の安全を守ることができますが、電気自動車が走行していないときはオフにすることができます。漏電保護装置をオフにすると、システム全体が電源オフの状態になります。バッテリーが無電源状態になると、バッテリー内部で電気化学反応が起こらなくなり、硫酸化状態が停止し、バッテリーをある程度保護することができます。

定期的に充電してください。電気自動車を長期間使用しない場合は、バッテリー内の電極上の活性物質の活性を維持し、バッテリーの劣化を遅らせるために、定期的に充電する必要があります。

2. 電池を日常的に使用する場合の注意点は何ですか?

デバイスを長期間保管する必要がある場合は、バッテリーの電力を約 50% に保つことが最適です。これは、バッテリーにとって最適な保管状態です。

純正充電器を使用してください。オリジナルの充電設備は最も適しており、安定しています。他の充電器では、必然的に不一致の問題が発生します。

バッテリー残量が極端に少ないときだけ充電しないでください。代わりに、バッテリー残量が 30% になったら充電器を接続してください。毎回 100% まで充電する必要はなく、80% 以上あれば十分です。 100% まで充電するたびにバッテリー電圧が上昇し、バッテリーに負担がかかります。

画像ソース |百度百科事典

充電シーケンスが正しくない場合、サージ電圧とも呼ばれる大きな衝撃電圧が発生します。正しい充電順序は、最初にソケットプラグを接続し、次にデータケーブルを電気自動車に接続することです。これにより、サージ電圧を低減できます。

適切な環境で充電してください。極端に寒い環境や暑い環境では、バッテリー内部の電気化学反応の速度に影響が及びやすく、電気化学反応が過剰になったり不十分になったりするなどの問題が発生する可能性があるため、極端な周囲温度での電気自動車の使用は避けてください。

私たちは電気自動車のバッテリーを科学的かつ正しい方法で使用し、日常生活において正しい充電方法に注意を払う必要があります。同時に、バッテリー技術の発展によりバッテリーの性能がさらに向上すると信じなければなりません。