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リチウムイオン電池の寿命を長持ちさせるのは、使い切って満充電?継ぎ足し充電?


 携帯電話やノートパソコンでよく使われているリチウムイオン電池(リチウムイオン二次電池、リチウムイオンバッテリー)。あんまり気にしすぎる必要はないと思いますが、どうやって使うと一番長持ちするのでしょう?

 ちょっと気になって検索してみたのですが、最初に見たところではいきなり真っ向から意見が衝突していました。


 私が読んだのは楽天 みんなで解決!Q&Aで、こんな質問内容でした。

リチウムイオン充電池は使い切ってから充電するほうが長持ち?

私が今使っているリチウム充電池はPSPのとPHSのとデジカメのです。前に何かで見たのですが、充電池を長持ちさせる上手な使い方でリチウムならこう、鉛ならこうとかコツが書いてあったんです。確か、鉛蓄電池は使い切ってから充電するのがいいとかあって、リチウムはどうだったか忘れました。それにしても充電池って充電できる回数が決まっていて、それだったらやっぱり、使い切ってから充電がいいのでしょうか。充電池のうまい使い方のコツを教えてください!!

投稿日時 - 2006-12-25 01:09:55

 一つ目の回答はこうでした。


リチウムイオン電池はメモリ効果(浅い放電と充電と繰り返すと使える時間短くなる)ないといわれていたが、やはり充電>放電>充電、、がいいようです。
最近はメーカーページでもそういう表現あります。

しかし机に置くノートパソコンではなかなかそういう使い方出来ず、使うときはAC電源さしっぱなしです。これで作業中の文書失うのを避ける(停電やAC抜けるとき)。

電池は消耗品だが充電>放電が寿命にいいとわかっていても心理的にやりにくい。気分的長持ち法だが、週に1度、2週に1度くらい電源入れたままACプラグをコンセントで抜く。
放置して出かけたり寝たりすればいくらか電池にいい(かもしれない)。

投稿日時 - 2006-12-25 01:21:36

 まあね、ノートパソコンで使い切り充電は難しいでしょうね。

 二つ目の回答も同様。

★昔、趣味で充電器を設計・製作していました。
・それで、ちょっとしたアドバイスをします。
『リチウム・イオン充電池』に限らず充電池はみんな使い切ってからの
 充電が一番の理想です。

・回答者 No.1 さんと同じで、私も昔、『リチウム・イオン充電池』は
 メモリ効果がニッカド充電池、ニッカド水素蓄電池よりも少ないと聞いた
 事があります。1990年、前後に。

(後略)

 ところが、この次が真逆なのです。


リチウムイオン充電池の寿命を縮めるのは、使い切らずに充電するいわゆる「継ぎ足し充電」ではなく、過充電と過放電、満充電状態での放置です。
(中略)

従って、リチウムイオン充電池をニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等と同様に扱う事が必ずしも良いとは限りません。

 ここで出てきた問題児は3つです。

1.過充電
2.過放電
3.満充電

 しかし、このうち「1.過充電」は無視できるようです。


過充電というのは言葉の通り充電し過ぎてしまう事で、電池の中では金属が出来て(析出)しまったりと問題が生じます。ですが、これは電池パックの回路で制御されているので、そうそう起こりません。

 残りの問題です。

過放電というのは、多くの場合は電池が空の状態で放置する事で起きます。これもまたニッケル水素等では起きない事で、中ではいろいろと変性して劣化してしまいます。(惑星探査機のはやぶさでも問題になっています)

満充電での放置は、充電器に繋ぎっぱなしであるとか充電し終えた電池をしまって置く等です。満充電状態での時間が長いほど劣化が早まります。長期保管ではおよそ3、4割程度の充電が良いでしょう(高温での保管は避けたほうが良い)。

 ただ、どちらにしても「使い切ってから充電する必要はありません」という結論。

 となると、「継ぎ足し充電」の方が良いのでしょう。


 また、以下のようなアドバイスも。


PHSをお使いとのことですが毎日充電しているのでしょうか。
参考URLにもあるように、毎日充電すると満充電の状態が長く続く訳ですから、劣化が早くなります。使用頻度が高くないのであれば2、3日に1度の充電をオススメします。

 質問者はこれをベストアンサーにしていました。

 冒頭で「あまり気にしないでも」と書きましたが、私は携帯電話を使い切り充電にしていたのでショック。逆だったのでしょうか?


 この方は以下のようにメーカーの対応についても書いていました。


一応…。メーカーの言う通りにやっても痛い目に合うことがあります。寿命が早く縮んだほうが交換用電池が売れるので(笑。
しかし主にビジネス向けとされるノートパソコン(VAIOtypeG,ThinkPad,Let'sNote...)では満充電せずに5~8割だけ充電する機能があります。これはリチウムイオン電池に悪い満充電付近でのトリクル充電(補充電)を行わないので、ACアダプタを繋ぎっぱなしにしても劣化が少ないです。まあ、これが広まればいいんですけどね。

 で、私今回これを書こうと思ったのは、最近使い始めたノートパソコンにも、充電を目一杯せずにコントロールする機能がついていたためです。

 ということは、やはり満充電は良くないのでしょうか?

 「寿命が早く縮んだほうが交換用電池が売れる」と仮定すれば、わざと寿命を縮めるソフトを入れているとも考えられなくはないですけど、さすがにそれはしないのでは?

 私もこの三番目の方の意見が一番信用できる気がしました。


 ノートパソコンのメーカーサイトを見てみましょう。

 まずは、東芝

 「リチウムイオンバッテリ(バッテリパック)の寿命を延ばすには」というタイトルですけど、「上記該当機種のノートパソコンに搭載されたリチウムイオンバッテリー(以下バッテリーパック)」という但し書きがあります。

 ひょっとしたら他と違う点があるかもしれませんが、「気をつけて使用するとバッテリーの機能低下を遅くすることができ」るというのは下記の注意事項です。

# パソコンとACアダプターをコンセントに接続したままの状態で、パソコンを長時間使用しないときは、ACアダプターをコンセントからはずしてください。

# 1ヶ月以上の長期間バッテリーを使わない場合は、パソコン本体からバッテリーをはずして、風通しの良い涼しい場所に保管してください。

<バッテリーパック保管時の注意点>
※充電状態のバッテリーパックを放置しておくとバッテリーが機能低下し、もう一度充電したときの容量が減少してしまいます。この機能低下は、保存温度が高いほど早く進みます。

※バッテリーパックを単体で保管するときは、バッテリーパックの電極(金属部分)がショートしないように、金属製ネックレス、ヘアピンなどの金属類と混在しないようにしてください。

※落下したり衝撃がかかったりしないよう安定した場所に保管してください。

# おもにACアダプターを接続してパソコンを使用し、バッテリーパックの電力をほとんど使用しないなど、100%の残量近辺で充放電をくり返すとバッテリー機能低下を早める場合があります。

# 1ヶ月に1度は、ACアダプターをはずしてバッテリー駆動でパソコンを使用してください。

(中略)

# バッテリーパックを長期間充電しないままにしておくと、再充電に非常に長い時間がかかる場合があります。
# バッテリーパックのパフォーマンスは、温度の低い環境下では一時的に悪くなる場合があります。
# 集中計算や高性能のグラフィック・アプリケーションの実行中など、パソコンが、バッテリーパックから電力を大量に消費するとき、バッテリーパックとパソコンの温度が上昇する場合があります。

 熱くても寒くても駄目みたいですね。

 もう一社、Lenovoも見てみます。

新しいバッテリーや数ヶ月間使用していないバッテリーを使うときは


ThinkPad やバッテリーを新しく購入したとき、バッテリーの在庫保管期間により、容量が 0% または 0% 近くになっていることがあります。また、数ヶ月間バッテリーを使用しなかった場合も、自然放電が行なわれるためにバッテリー残量が少なくなっていることがあります。

どちらもバッテリーの品質によるものではありませんが、バッテリーを活性化させる必要がありますので、バッテリーのリフレッシュ(内部ゲージのリセット)を最低1回行なってください。バッテリーの内部ゲージのリセットはご使用中にも定期的に実施されることをお勧めします。

※ThinkPadのLi-Ionバッテリーをリフレッシュする方法は、"バッテリー内部ゲージのリセット" です。以下の手順に従って実行してください。

<バッテリーのリフレッシュ(内部ゲージのリセット)の方法>

1. タスクバーの [バッテリー省電力メーター] アイコンをクリックして、 [省電力マネージャーを起動する] をクリックします。

※タスクバーに [バッテリー省電力メーター] アイコンが表示されていない場合は、以下のサイトをご参照ください。
タスクバーのバッテリーインジケータが表示されない場合の対処方法
- ThinkPad
2. [省電力マネージャー] ウィンドウが表示されます。
3. [バッテリー情報]タブを選択し、[バッテリーのメンテナンス(M)]ボタンをクリックします。
4. バッテリー内部ゲージのリセットの項目で、[リセットの実行(R)]ボタンをクリックします。(バッテリーを複数搭載している場合は、上段でリフレッシュするバッテリーを選択してから[リセットの実行(R)]をクリックしてください。)
バッテリーのリフレッシュ(完全放電→完全充電)が開始されます。
5. 内部ゲージのリセットは中断することができます。終了まで待てない状況が発生した場合は、[リセットの停止(R)]ボタンをクリックしてください。

 うぉ、面倒くさい。東芝にはなかった情報ですけど、探せば見つかるかな?

 まだまだたくさん書いています。


バッテリーの寿命(劣化)とは? バッテリーの使用時間が短くなったり充電できなくなったときは?


ノートパソコンが動作するための電源は AC アダプターとバッテリーから供給されます。平均的な使用状況において、ノートブック 用のバッテリーは、一年後には約 70% の充電容量比率に劣化します。

※充電容量比率(%)=バッテリーが受けつける最大充電容量/新しいバッテリーの最大充電容量×100

なお、消耗・劣化の状態はご使用状態・環境に依存し、より早く消耗してしまう場合もあります。通常、十分な放電と充電を繰り返すことによって徐々に劣化していきますが、常にACアダプターに接続されて、ほぼ常時100%の満充電状態に保持されることによっても、劣化が加速される場合があります。

満充電から突然0%近くの枯渇状態になる等の状態になるような劣化の仕方をする場合もあります。

バッテリー容量の低下が感じられる場合に、バッテリーのリフレッシュ(内部ゲージのリセット)によって改善・回復できる場合があります。しかしながらリフレッシュを行っても改善されない場合は消耗・劣化が進行してしまっています。(リフレッシュ=バッテリー内部ゲージのリセットは、劣化が起きないうちに定期的に実施いただく方が効果があります。)

 一年後には約 70% って、劣化早いですね!びっくりです。

 肝心の長持ち方法は次でした。


バッテリーを長持ちさせるメンテナンス方法とは


バッテリーの状態は気温や未使用状態での保管期間、装着条件、および使用サイクル回数などの使用環境によって変化します。

バッテリーは適切な温度条件下での十分な放電と充電を繰り返すことでも徐々に劣化していきますし、ACアダプターでのご利用が中心の場合に、ほぼ常時100%の満充電状態に保持されることによっても、劣化が加速される場合があります。

バッテリーは電気化学変化によってエネルギーを出し入れするものですので、100%という片側の状態のみに数ヶ月~年といった長期間保持されることで、内部の化学的状態に片寄りが生じて、十分な能力が発揮できない劣化を発生することがあるのです。


<主にACアダプターでの使用が中心で、会議室への移動や会議での1時間程度がバッテリー動作時間の目安の場合>

充放電のサイクル回数を不要に増やさず、またバッテリーが満充電状態に保持されすぎないよう、充電開始%、充電停止%をカスタマイズすることができます。

(中略)

充電のしきい値の項目は、[常に満充電を行う]がデフォルト値として選択されています。この設定の場合、96%以下で充電を開始し、100%で充電を停止するので、ACアダプターのご使用が中心の場合、バッテリーは常時95~100%付近に保持されることが続き、劣化してしまう場合があります。

[カスタム(C)]のラジオボタンをクリックし、充電停止%を100%よりも低く設定し(90~95%等)、充電開始%をある程度の間隔をとってさらに低め(60~75%等)に設定することで、バッテリーが常時満充電に保持されることを低減し、劣化を穏やかにすることができます。なお、各レベルは、ご利用になりたいバッテリー時間に合わせて調整してください。


<主にモバイル(バッテリー駆動)でのご利用が中心で、できるだけ長いバッテリー動作時間が欲しい場合>

サイクルカウントを増やしすぎないためには、<主にACアダプターでの使用が中心で、会議室への移動や会議での1時間程度がバッテリー動作時間の目安の場合>と同様に、充電開始・停止%のカスタマイズは有効です。なお、設定%はバッテリー動作時間を優先するためには、ACアダプター中心の場合よりもいくらか高めでも良いでしょう。

また、バッテリーの持続時間はアプリケーションの状態によっても変化しますので、予備のバッテリーをご用意いただき、交互に使用するという方法をお勧めします。2個以上のバッテリーを交互に使用することで、個々のバッテリーで見た場合には一度完全放電に近い状態まで使用してから充電することが可能になり、常時バッテリーをリフレッシュしているのに近い状態で使用できることになります。


<バッテリーについての一般的な知識>

バッテリーを最適な状態へと調整し、長持ちさせるための一般的な知識は以下のとおりです

* バッテリーはほぼ100%に近い満充電状態に常時保持されたり、細かい充電と放電が頻繁に行われるのは苦手です。
* 充電開始%、充電停止%を適切に設定し、バッテリーが常時100%に保持されたり、細かい充電と放電が不要に繰り返されないようにすることをお勧めします。
※充電開始容量と充電終了容量を設定する手順は、ここをクリックしてください。
* 数ヶ月に一度、リフレッシュ(バッテリー内部ゲージのリセット)を行われることをお勧めします。
* バッテリーは保管されている間にも自然放電や劣化が発生します。
* バッテリーを長期間使用せず保管するには、充電残量が 20 ~ 30 %前後の状態でバッテリーを取り外し、涼しい場所に保管してください。
また、3~6ヶ月に一回程度は、100%近くまでの充電を行い、その後再度20~30%まで使用してから、再度保管するようにしてください。
* できる限り省電力機能(スタンバイや休止状態など)を使用して、バッテリーの充電回数を少なくしてください。

 面倒くさいですけど、詳しいですね。

 あと、予備のバッテリーを用意するという手は、全然予想できませんでした。うーん、なるほどなぁ……。


 といった感じで、メーカー(携帯電話メーカーは見つからず)は上記のような充電を勧めています。

 信じる・信じないはお任せしますが、とりあえず私は使い切って満充電はやめようと決めました。

 追加
  ■携帯電話でリチウムイオンバッテリーの寿命を長持ちさせる メモリー効果と充電回数


(11/6追記:コメントいただきました。良いグラフがありました、ありがとうございます。

>http://www.edisonpower.co.jp/ion_battery/6.html
>
>放電深度(DOD)によりサイクル寿命に差が出るようです。
>
>ニッケル水素電池でもメモリー効果の影響を受けないのであれば(電圧降下しても動作するなら)浅い充放電を繰り返すほうが水素貯蔵合金が腐食しにくくサイクル寿命が延びます。(http://industrial.panasonic.com/www-data/pdf/ACG4000/ACG4000PJ2.pdf)
>
>電気自動車やハイブリット車では、同じリチウムイオン電池やニッケル水素電池でも、この放電深度を細かく制御することで長寿命なんでしょう。

 最初のリンクの最後のグラフは、"(3)サイクル特性"となっています。

"放電が可能な二次電池は充放電を繰り返せば、当然、劣化していきます。
劣化していく主な原因は充放電サイクルにより、セルの内部抵抗も増大していくためです。
内部抵抗が増大すると電池容量はもちろん、放電レートや温度特性も低下するようになります。

左のグラフは横軸に電池のサイクル回数、縦軸に電池容量とし、放電深度(DOD)の違いによりサイクル特性の変化を表したものです。これを見ると判るように、電池のサイクル特性は電池の放電深度、つまり満充電状態からどの程度の深さで放電を繰り返したのかにより左右されることが分かります。

リチウム電池の特徴として、深い放電を繰り返すよりも、60%程度の浅い放電を繰返したほうがサイクル特性を高める事ができます。"

 グラフを見ると、100%使い切り充電は1000回で80%まで落ちます。一方、20%使ってからの充電の場合は5500回繰り返さないと、80%まで落ちません。

 回数はすごい差が出たものの、20%の場合は目的である電池の使用をあまりしていないわけで、単純に回数では比較できません。

 そこらへんの兼ね合いが"60%程度の浅い放電"だと思われます)


10/22追記:ノートパソコンで充電量をコントロールするソフトをご親切に紹介していただけましたので、ノートパソコンの満充電回避で寿命を延ばすソフトSmart Batteryで書きました。


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