スマホのバッテリーを含むリチウムイオン電池を長持ちさせる方法

　　スマホのバッテリーを含むリチウムイオン電池を長持ちさせる方法は、使い方によって寿命が短くなることが分かっていますので、代表的な「寿命低下」の原因を知ることによって、リチウムイオン電池を長持ちさせる方法を理解させる解説になっています。

　　満充電を継続する使用方法は、リチウムイオン電池の特性上推奨されないというのは、私には衝撃的でした。

　　

≪劣化の原因項目≫

・満充電の継続による電池性能の劣化

・満充電を継続する使用方法は、リチウムイオン電池の特性上推奨されない

・高温環境での利用・保管による劣化

・過放電による電池性能の劣化

・リチウムイオン電池の保護回路による発火防止

・電池の短絡保護

・過充電の保護

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出典：電気設備の知識と技術

https://electric-facilities.jp/denki1/lithium.html

リチウムイオン電池を長持ちさせる方法

　　リチウムイオン電池は長寿命かつ大出力という利点がある高性能な電池だが、使い方によって寿命が短くなる。代表的な「寿命低下」の原因を紹介する。

『満充電の継続による電池性能の劣化』

　　携帯電話やスマートフォンを新規購入した場合、電池残量はほとんど切れる寸前か、多くとも半分程度の状態で販売される。電池を長時間保存する場合、満充電状態が継続していると寿命が短くなるため、充電量を抑えた状態で販売している。

　　電池が完全に放電すると致命的な損傷を与えるため、長期間に渡って購入されず充電されないことがあっても、完全放電を避けるため半分程度の充電は確保されている。

　　満充電状態での保存は、リチウムイオン電池の劣化を早める原因となる。購入前はユーザーの知るところではないが、使用開始後であっても「満充電となっている期間を短く」という使い方ができれば、同じ電池をより長期間に渡って使用できる。

　　電池を長期間使用していない場合だけでなく、リチウムイオン電池を使用している際も同様である。常に充電器にコンセントを接続した状態にするなど、浅い充電を繰り返しての満充電状態が継続すると、電池の寿命に悪影響を及ぼす。

　　携帯電話は頻繁に持ち歩く機会があるため、常に満充電にしておきたいものである。電池を持たせたいことを理由に、満充電とせずに使用して利便性を損なうのは望ましいことではない。携帯電話やスマートフォンでの利用にあっては、定期的な電池パックの交換を行って対応するのが通例となっている。

『満充電を継続する使用方法は、リチウムイオン電池の特性上推奨されない』

　　携帯電話やスマートフォン、ノートPCなど、毎日の持ち運びを前提としている電気機器は、満充電時間を継続すると電池性能が劣化する。モバイル機器のユーザーは使用中の電池切れを防ぐため「いつも完全充電の状態で使用する」というのが通例となっている。

　　電源プラグが接続された状態では、ほぼ満充電に近い状態がキープされる。電池の充電システムにおいては、過剰に充電されないように保護装置を搭載している。充電100％となっては充電状態を解除し、自然放電で95％前後となっては再度微弱電流で充電するといった「電池にやさしい」充電制御で設計されている。

『高温環境での利用・保管による劣化』

　　リチウムイオン電池は周囲温度25℃を基準にしている。持ち運びを前提としている電気機器に搭載されたリチウムイオン電池は、熱せられた自動車内、入浴中の利用、直射日光にさらされる場所への放置など、過酷な温度環境に晒されることも珍しくなく、温度上昇による寿命の劣化が懸念される。

　　リチウムイオン電池の最高許容周囲温度は「45℃」と規定されている。日本国内の一般的な環境であれば45℃以上の周囲温度になることは考えられないが、直射日光の当たる自動車内への放置、入浴中の利用を想定すると、45℃を超過した危険温度になり得る。

　　電池の温度上昇は寿命の低下だけでなく、本体の電子回路や内部配線の絶縁劣化を引き起こす原因となり、異常発熱による発煙や発火、本体の変形などの不具合につながる。

　　高温条件では電池は著しい性能劣化を引き起こす。これらの影響により一般的に「500回」といわれる充電サイクル回数に至る前に、電池が寿命となる事例も多い。保管方法と利用環境には十分な注意が必要である。

『過放電による電池性能の劣化』

　　電池は過放電に弱い。電池の残量がなくなると、それ以上の放電を避けるため「残量0％」といった表示をして電気機器を停止させる。放電した電池を継続利用すると、最低限必要な電圧を下回る「深放電状態」となり、セルの劣化が著しく進行し回復不能となる。

　　過剰に放電された電池は破損状態となり再度充電するのは難しい。利用不能となるので、放電のし過ぎに注意が必要である。

　　最低電圧が2.8V程度となった時点で、電池の放電を停止するよう保護装置が組み込まれており、通常の使い方であれば過放電状態にはならない。放電された状態で長期間放置しての自然放電や、組み合わせ電池の一部セルが過放電となる事例があるが、過放電状態となったセルは再充電が不能となり、システム全体の電池容量が低下したり、異常発熱や発火につながるおそれがある。

『リチウムイオン電池の保護回路による発火防止』

　　リチウムイオン電池は電力密度が高く、過充電や過放電、短絡の異常発熱により発火・発煙が発生し火災につながる。過充電を防ぐために、電池の充電が完了した際に充電を停止する安全装置や、放電し過ぎないよう放電を停止する安全装置が組み込まれている。

『電池の短絡保護』

　　電池パックの端子間がショート（短絡）した場合、短絡電流と呼ばれる大きな電流が発生する。電池のプラス極とマイナス極を導体で接続した状態では、急激に発熱してセルを破壊し、破裂や発火の事故につながる。

　　短絡電流が継続して発生しないよう、電池には安全装置が組み込まれている。短絡すると大電流が流れるため、電流を検出して安全装置が働くよう設計される。短絡による大電流は即時遮断が原則であり、短絡発生の瞬間に回路を切り離す。

『過充電の保護』

　　過充電の安全装置が組み込まれていなければ、100％まで充電された電池がさらに際限なく充電され、本来4.2V程度が満充電であるリチウムイオン電池が4.3、4.4Vと充電されてしまう。過剰な充電は発熱や発火の原因となる。

　　リチウムイオン電池の発火事故は充電中が多く、期待された安全装置が働かなかったり、複数組み合わされたセルの電圧がアンバランスを起こし、一部セルが異常電圧になる事例もある。セル個々で過電圧保護ほ図るのが望ましい。

『過放電の保護』

　　過放電停止の保護回路は、電子回路によってセルの電圧を計測し、電圧が一定値以下となった場合に放電を停止する。

　　過放電状態に近くなり安全装置が働いた電池は、過放電を避けるため「一定以上まで充電されないと安全装置を解除しない」という安全性重視の設計となっている。

　　モバイル端末において、電池を0％まで使い切ってしまった場合に12時間以上充電しなければ再起動できない、といった制御が組み込まれているのはこれが理由である。電圧は2.8Vを最低電圧としているのは、これ以上電圧が低下すると深放電状態となり、セルの回復不能な損傷を懸念するためである。

　　一部のスマートフォンやタブレットPCでは、過剰に放電を行った場合に24時間もの長時間に渡って連続充電し、電圧を一定値以上まで高めない限り復帰しないといった安全装置を組み込んでいる事例がある。

充電しながら給電できるパススルー対応モバイルバッテリー

　モバイルバッテリーのパススルー機能とは何ぞや、ということでエレコムで調べてみました。私が知らなかっただけかもしれません。

　モバイルバッテリーには

・パススルー機能なし

・パススルー機能あり

・エレコム独特の「まとめて充電」機能

という充電方式の種類があるようです。

　　それぞれの機能は以下のとおりです。

　　エレコムのモバイルバッテリー「まとめて充電」機能は、パススルー対応モバイルバッテリーで十分ではないかという気がします。

*** パススルー機能なし・ありの違い ***

　　パススルー対応モバイルバッテリーとは、モバイルバッテリーとスマートフォンなどのデバイスを同時に充電できる製品のことです。

　　例えば、ACアダプタにモバイルバッテリーをつなぎ、モバイルバッテリーにはスマートフォンをつないだとします。このとき、優先順位としては先にスマートフォンを充電したいケースが多いかもしれませんが、パススルー未対応の製品では、モバイルバッテリーが満充電されるまでスマートフォンには給電されません。

　　そんなとき、パススルー対応のモバイルバッテリーであれば、モバイルバッテリーとスマートフォンを同時に充電してくれます。

　外出先でどちらのバッテリーも切れてしまった場合

　　「外出先でモバイルバッテリーとスマートフォンのバッテリーが同時に切れてしまった」というケースがあるでしょう。そんなとき、スマートフォンの充電だけでなく、モバイルバッテリーの充電も行いたいものですが、コンセントを使えるお店があったとしても、2つのコンセントを占有するのは、難しいこともあります。しかし、パススルー対応モバイルバッテリーであれば、1つのコンセントからモバイルバッテリーとスマートフォンを両方充電することが可能です。

　　もちろん、外出先に限らず、「朝起きたときにスマートフォンもバッテリーもどちらも満充電されている状態にしたい」という使い方にも対応できます。

*** エレコムのモバイルバッテリー「まとめて充電」機能 ***

　　エレコムには、パススルー対応モバイルバッテリーの代わりに、「まとめて充電」という機能のついたモバイルバッテリーがあります。

　　ACアダプタにモバイルバッテリーをつなぎ、モバイルバッテリーにはスマートフォンをつないだ場合、パススルー未対応のモバイルバッテリーであれば、モバイルバッテリーが満充電するまでスマートフォンには給電されません。

　　しかし、まとめて充電対応のモバイルバッテリーは、先にスマートフォンに充電を行ってから、モバイルバッテリーを充電します。エレコムは、いち早くスマートフォンが使えるようになるので便利、といいます。さらに、スマートフォンへの充電を完了した時点で自動的にモバイルバッテリー本体の充電に切り替わるので、とても効率的と、微妙な主張。

詳細解説 モバイルバッテリーの効率について

　　新しい検証記事が見つかりましたので紹介します。詳細はかなり難しい話になりそうなので、例によって簡略版です。興味のある方には非常に役立つ記事だと思います。効率60％（ロス出力容量の低下率40％）は、普通のモバイルバッテリーの性能だという結論です。

　　しかし私は、本来商品としては5V（USB）の電圧にした後の出力容量を商品に表示すべきだ、と思うんですけどねー。みんな騙されていたと感じるのではないでしょうか。

― 引用 最新日付2021年4月16日 ―

出典 TAKE(タケ)ガジェット好きのおじさんです。最近デブって困ってます。

・モバイルバッテリーの効率について（まとめ）

　　電気的にはロスってのは損失するエネルギーを示します。

　　エネルギー（電力）で考えると

　　モバイルバッテリーのセルが3.7V/10,000mAhだとすれば、そのセルが出せる出力は37Whです。

　　これをモバイルバッテリーは5.0Vに昇圧して出力します。

　バッテリーセル37Whが出せる5.0V出力は？

　　37Wh/5.0V＝7,400ｍAhです。

　　出力容量の低下は74％ですね。

　　3.7Vを5.0Vにするのでこの値を超えることは無いです。

　　5.0Ｖにするために変換するICが電力を消費します。その電力はバッテリーセルから消費します。変換するICの消費電力が10～15％くらいです。

　つまり37Whの100%を出力することは出来ず、出力は85％～90％だとして計算します。

　効率の良い90％として計算すると　7,400ｍAh＊90％＝6,660mAh　です。

　　出力容量の低下は平均で60～66％(10,000mAh→6,660mAh)くらいです。

　これはモバイルバッテリーの基本です。

　　セルが3.7Vじゃなくて4.5Vなんだよ！なんてことは言わないでください。

　　最大で4.2V、平均電圧だと3.6～3.8Vです。

　　（最大4.2Vってのはずっと4.2Vって意味じゃなく、どんどん減っていきますので。4.2Vで計算してはいけません）

　たまたま私の手元にロス出力容量の低下率49％などと酷い評価をされていた

　　RAVPower 20100mAh クイックチャージ モバイルバッテリー　RP-PB043　を持っていたので、効率を測ってみました。

　条件は2.0A固定出力です。容量は、12,060ｍAhでした。

　ほぼ60％（ロス出力容量の低下率40％）の普通のモバイルバッテリーです。

―　引用おわり　―

完了 三島由紀夫 「命売ります」 改変(悪)大幅短縮版

　　改変（悪）大幅短縮版です。興味を持った方はぜひ文庫本を読んでください。（今回でむりやり終わります）

　　玲子から逃れ、もう安心というところまできた。

　　今まで夢中で歩いていて気がつかなかったのであろう、背後に人の忍びやかな足音をきいた。足音は、羽仁男が歩き出すと起り、羽仁男が足を止めると止んだ。

　　急ぎ足になったとき、ふと腿にチクりとするものを感じた。羽仁男は、痛い足を引きずって歩いた。

　　そのとき、一つの記憶がよみがえって来て、彼の心を縛った。『玲子は写真で俺の顔を見たと言った。どこから、どんなルートで、俺の顔写真が流布したのだろう』

　　ホテルに泊まった夜、羽仁男をつけていた仲間が訪れてくるので、ホテルをいくつか転々と泊まったがやはり深夜仲間が訪れてくる。

　　そのとき腿にまたかすかな痛みが走った。羽仁男の頭に霊感がひらめいた。腿を点検すると追跡信号をだす極小さい針状の装置が射込まれて刺さっているのを見つけた。これは、医者に抜いてもらって怪しまれるよりも、自分で抜いて、そのあと手当をしてもらった方が賢明と考えた。

　　羽仁男はステーキ用のよく切れる肉用ナイフをマッチの火であぶると、自分の腿につきつけた。えぐって、跳ね返すようにすると、細い鉄線が、湧き出る血と共に押し出されてきた。

　　医者に治療してもらった後、尾行を警戒しながら軒づたいに歩き、曲がり角では特に注意して歩いた。

　　これからどこへ行こう。

　　東京から逃げ出すのが一番だった。その動機はといえば、もう自分に嘘をつく必要はなかったが、明らかに『死の恐怖』そのものだった。

　　彼は西武線に乗って、あてどもなく、郊外の野の景色を見惚けていた。

　　切符は終点の飯能まで買ってあったので、思いつくままにどこで降りてもよかったが、またふいに尾行が気になって、急にある駅で下りるふりをしたら、あわててあとを下りてくる人間がいるかもしれないと思って、発車間際にドアのほうへ走った。あわてて勘違いした客がいたが、関係なさそうだった。

　　飯能で下りると、一緒に下りた乗客は皆散ってしまったので、羽仁男は安心して、閑散な駅前広場へ出た。

　　駅前の貧相な旅館に泊まることにした。

　　ある日、駅まで煙草を買いに行くと、初老の品の良い白髪の外人が、丁寧に帽子を脱ぎかけて、羽仁男に道をきいた。

　「いいお元気ですねえ」という外人を、

　「お天気の間違いでしょう」

　　と訂正してやるほどの親切気が羽仁男には出ていた。

　　商工会議所の横に、一台黒塗りの外車があって、美しかった。

　　外人は通りすぎざま、当然のようにドアをあけたので、羽仁男はわが目を疑った。

　「お乗りなさい」

　　と外人は低声（こごえ）で叱るように命じた。その手には拳銃が握られていた。

　　両手が不自由な羽仁男はすぐサン・グラスを掛けさせられて、そのまま車は走り出した。

　　自分は「命売ります」の広告を出したとき、すでにこういう理不尽な殺され方をする運命を選んでいたのだから仕方がない。逃げ回っていた間の死の恐怖が急に遠のいてしまったのにおどろかされた。

―　以下略　すみません終わります―

ドラレコ録画の消費電力とモバイルバッテリーの特徴

　　前回、ドラレコの録画消費電力例を調べた結果（インタネットからの引用）

・スタンダードグレードのケンウッドの「DRV-340」は5V/0.43A（2.15W）

・2カメラモデルの「DRV-MR740」については5V/0.75A（3.75W）

という結果でした。

　　このW（ワット）の数値は、家庭用白熱電球30W相当の明るさのLED電球の消費電力と同じレベルです。自宅のLED電球で確認できます。ドラレコの録画消費電力の大きさが実感できますね。

　　続いて、モバイルバッテリーの特徴です。（インタネットからの引用）

　　通常、モバイルバッテリーは3.7V、スマホ内のバッテリーも3.7V前後なので、電圧変換ロスという現象を知っている人さえも、電圧変換ロスは発生していないと思ってしまうかもしれません。

　　ところが、スマホの充電時の定格電圧は5V（USB利用）です。スマホ内蔵のバッテリーを充電するには、電圧を5Vまで上げてやる必要があります。

　　モバイルバッテリー内で5Vまで電圧変換したものを→スマホバッテリー内で5V（USB利用）を再び3.7Vへ電圧変換というように、電圧を一度上げて、また下げるということが起きているのです。これによりエネルギーロスが生じるため、実際にモバイルバッテリーからスマホに充電できるのは、モバイルバッテリーの表示容量の50～60％程度しかないとも言われています。

　私見

　　インタネットの情報の内「実際にモバイルバッテリーからスマホに充電できるのは、モバイルバッテリーの表示容量の50～60％程度しかないとも言われています」というのは、そのまま信じて良いのかはなはだ疑問に思いますが、証拠が確認できません。