スマホを長持ちさせるためにリチウムイオン電池を技術的に理解する：まだそんなことやってんの？

とても昔に結局スマホの電池持ちを良くするにはどうすればいいの？的な記事を書きました。

このときは「満充電1回のライフサイクルの中で長く使う方法」という趣旨でまとめましたが、その中でとにかく熱は避けろみたいなことを言っていました。

今回はここにフォーカスしたくて、

「僕は3年以上使っても全く劣化を感じないのに、なんでみんなそんなにスマホのバッテリーがすぐに悪くなっていくの？」

という疑問の答えが充電中の使用をマジで全くやっていないからなんじゃないかと気付き、せっかくだから技術的に裏を取りながらまとめてみよう！と思い立ったのが趣旨です。

現在はバッテリーに関する技術がものすごく進歩しているので、"技術的に"と言っても気をつけないといけないことはかなり少なくて簡単です。気軽に読んでみてください～

バッテリー（二次電池）の歴史と現在を知る

まずはいくつか用語整理。
以下で説明している言葉さえ知っていれば現代のバッテリー事情は概ね把握できていることになります。

二次電池

充電できる電池のことだと思っておけば問題ない。つまりスマホなどのガジェット類において登場するバッテリーは全て二次電池のことだと思っておいてOKです。

言わずもがな、「充電できない電池ってなによ？」というのは乾電池などのことですね。存在を忘れかけるあいつらが「一次電池」というわけです。

一次・二次は「化学電池」という分類の中の１つで、それと並ぶものに「物理電池」というのもあります（太陽電池など）。

サイクル寿命

二次電池は永遠に使えるものではありません。充電できる回数には事実上の上限があり、これをサイクル寿命、もしくはサイクル回数などと呼んでいます。

充電→放電で１サイクルなので、「0%→100%→0%」で１カウントになります。

つまり、電池を長持ちさせるようにすることとはすなわち

であるといえます。

メモリー効果

電池を最後まで使い切らずに充電を始めてしまうと、電池の電圧が一時的に低くなる現象のこと。電圧が下がることでバッテリーの最大用量が減ったように見えるものの実際の容量はほぼ変わっていないということに留意してください。

つまり電池の充電容量が減っているわけではないので、これを「バッテリーの劣化」とするのは間違いです。

完全に放電（リフレッシュ）させれば、電圧降下は停止して理論上はもとの状態に戻ります。

そしてこのときに現れた言葉が「継ぎ足し充電」というものですね。

上述した通り、

という半ば迷信のような噂が広まってしまいました。

しかし今みなさんが持っているモバイル機器に入っている電池ではメモリー効果は起きません。このあとでも触れます。

ちなみに「ニカド電池」でおなじみの「ニッケル・カドミウム電池」は、パワーが強いもののこのメモリー効果が強すぎるためデジタル機器ではほとんど使われていません。でも工具とかではまだよく見かけますし、こんな記事を読みに来てくださる皆様へは「ミニ四駆で使っていたアレ」といえばピンとくるでしょう。

ニッケル水素電池

さっきの「ニッケル・カドミウム電池」につづき、２つややこしい名前が連続しますがここだけは我慢してほしい…！

現代で主流のモバイル機器において、一昔前まで主に使われていた二次電池がこの「ニッケル水素電池」です。それまで活躍していたバッテリー類より大容量化や安全性の観点で秀でていたものの、メモリー効果により何度も繰り返し使用していると見た目の蓄電量が減っていくように感じられることがネックでした。

このときに

• 「充電を繰り返すと持ちが悪くなっていく」
• 「継ぎ足し充電は特に良くない」

などのよく聞くアレらが一気に広まったわけですね（実際には前者は起きうることですが(ソース)）。

しかしさっきも言ったように、これらはほぼ全てニッケル水素電池の時代での常識であり、現在主流の「リチウムイオン二次電池」では当てはまらないということが今回最大のポイントです。

リチウムイオン二次電池

そしてこれが今最も広く使われている充電可能なバッテリー、「リチウムイオン二次電池」です。「リチウム電池」という略し方は別の電池を指すことになってしまうので注意してください（ボタン電池のことなど）。

モバイル機器の運用形態からすると致命的だったメモリー効果を払拭したこと、パワーも強く自然放電（使わずに放置しておくと充電が減ること）も少ないことなどが決め手となり一気に普及しました。

この現代で「バッテリー」や「充電池」などと言ったら基本はこのリチウムイオン電池を指すと思ってOKです。

すなわち、これまでの迷信は今の充電事情にはおよそ関係がないのです。これまで言われていたほとんどの問題や多くの人が「どうすべき…？」と気にしている事柄はほぼすべてどうでもいい。まだそんなことやってんの？というわけです。

これを理解しておくだけでもかなりの有益さがあるはず。

またリチウムイオン系二次電池のサイクル回数はおよそ数千～1万回もあるので、現実的にも十分な寿命があるということも分かっておくべきでしょう。保管しておくときは満充電状態は避けるのがベターです。

正しく使っていれば機器の利用そのものが難しくなるほどの劣化は起きにくいはずですね。

ちなみにリチウムイオン二次電池の基礎を築いたのは日本人（吉野彰さん:2019年ノーベル化学賞）です。偉大だ。

つまり現代の充電可能バッテリーは…

言葉の確認をするだけでバッテリーの背景もほぼほぼ整理できそうですね。

まとめると、

ということですね。

ここまでを分かった状態で、次へ行ってみます。

リチウムイオン二次電池が苦手なこと

さて本題。
そうは言ってもリチウムイオン電池にも不得手はあります。

充電の運用について特に大事と思われる部分をいくつかリストアップしてみました。

１つめに関してはこのあと書くとして。
ポイントは２つめと３つめ。

２つめはベストな充電・使用範囲があるというものです。

文献によって

• 40%~80%
• 25%~75%

など揺れがありますが、満充電→完全放電を毎回行うより、むしろもっと中途半端に使うほうがいいとされています（ソース1、ソース2）。

これは意識してコントロールするのが難しいので、「0%になる前に充電を始めるようにする」くらいで十分な気もします。たぶんこれを意識すればもっと同じバッテリーを長く健康に使えるんでしょう。

なお、満充電に近づくと（80%~）充電スピードが遅れるのはそういうものです。そもそもリチウムイオン電池自体が「低残量では一気に充電され、高残量では充電スピードが低下する」という性質を持っている上に、急速充電だと特に劣化が著しいので意図的にスピードが落とされたりしています。

時間に対する充電量のコストパフォーマンスはこのタイミングから悪化してくるので、それを見計らって充電を終了するというのは理にかなっているかもしれません。

３つめ、急速充電は避けようというもの。

これは僕も急速充電の登場時からなんとなく「負担ありそうだなあ」と思っていましたが、実際そのようです（ソース1）。

この性質を利用したおすすめの運用施策は、毎晩利用する充電経路ではわざと低電圧・低電流のものを用意し充電スピードを遅らせるというもの。

こんなことを紹介している記事はないので裏は取れてませんが、順当に考えたら

• 負担が減らせる
• 発熱も抑えられる（発熱時間も減る）
• 満充電状態、満充電＆充電接続状態を減らせる（トリクル充電防止※ほぼ意味はないと言われているけど(後述)）

などのメリットがあるはず。

少なくとも急速充電を使う経路は限定的にするといいと思います。

で最後、後回しにしていた高温の件。
僕が個人的に最も強く思っている点を抜き出して説明しておきます。

上では取り上げなかった迷信の１つにこのようなものもありました。

「充電しながら使うのはバッテリーに良くない」

うん、半分正解、半分間違い。

スマホに発熱をさせない、発熱中は使用しない！

色々言ってきましたが、とにかくバッテリーが熱に弱いことだけは間違いない。

リチウムイオン電池が，外部衝撃や過度な使用などによって，熱暴走（異常発熱）や急激な容量劣化などを引き起こす場合がある．

携帯電話用リチウムイオン電池の熱暴走及び容量劣化評価法

リチウムイオン二次電池は高温環境下で保管すると劣化が加速的に進行することが経験的に知られている。

リチウムイオン二次電池の熱的特性の研究

つまり、「充電しながら使うのはバッテリーに良くない」という噂に関しては充電しながらの使用自体は問題がないものの、それによって起こる発熱量が異常なまでに大きいから問題であるというのが僕、及び世間の見解です。

ここまでの情報だと、「普通に使っているならリチウムイオン電池は特に劣化しなさそう」ということが分かっている以上、この熱の件さえなんとかなれば長く一緒に歩んでいけそうです。

以下、発熱に関して重要と思われる事項をピックアップしてみます。

充電中に使用しない！！

もうとにかくこれに尽きる。

充電はそれだけでも電池に負担を強いる状況であり、ほんのり温かくもなっています。この状況での電力の使用は明らかにヤバそうです。

冒頭に書いた「僕は同じ端末を3年使おうがバッテリーの劣化は全く感じない」の一番の要因はこれを一切やっていないからだと思っています。冷静に考えてもそれ以外に他の人と差がない（そもそも使用量が少ないので充電量が少ない→サイクル消費数も少ないというのも考えられますが、上記までの情報を考えると与える影響は小さいと考えてます）。

なので今回の記事は、頑張って一言にまとめようとしなくてもこれだけ伝えられれば満足でした。

「スマホ登場時よりバッテリーの技術も進化しているのになんでいまだにこんなこと気にしないといけないの？」という至極まっとうな指摘があると思いますが、これについてはヤツが関与しています。

みなさん持ってますよね、モバイルバッテリー。

今はむしろ自宅にいるときより「充電しながら使用する」という状態が増えるようになったと思います。外出中のモバイルバッテリー使用時くらいはスマホの使用を一旦中断するべきでしょう。

電車移動中に挿しておいてカバンに収納、充電中は寝る！とか。

自宅でも「充電時間は休憩時間」と思うといいかもしれません。僕は家で全くスマホにタッチしないので正直どうすれば「充電しながら使う」という状況になるのかは分からないんですけど…。

で、もっと言うと「発熱中に使用しない」のも良いアイデアだと考えられます。

これから以下に挙げるようなことなども含め、発熱していると感じたら意味のない操作はやめるべきでしょう。それがさらに発熱を呼び、バッテリーに損傷を与えます。

温度の高い場所に保管しない

この話を「夏の車の中とかでしょ？そんなとこにスマホ置きっぱなしにしないし」と思うなかれ。

夏はポケットに入れて歩いているだけで相当な高温状態にあると思った方がいいです。ポケットの中は体温で熱されて蒸れますし、そもそも外気（直射日光）などでズボンの表面も相当なもんです。

ずっと外に出ていないといけない職種の方などは意識して改善してみるといいかもしれません。それ以外の場合は、ちょっとどうにもならんですね…。。

また、

• エアコンの聞いていない部屋に置き去りにしてしまう
• かばんの中に置いて密閉しておく

なども放熱できず悪化する原因となりそうです。僕は前者は特にPCで気をつけてます（夏場は外出時も冷房はほぼ切らなくなりました）。

単純に長時間の使用は発熱を伴う（特にゲーム！）

まあ「それを言ったら元も子もないだろ」という部分ではありますが、だらだら無駄にスマホを触ってしまうこととバッテリーの寿命を天秤にかけたいのなら、改善できるポイントではあるかもしれません。

現代のIT技術は半導体の集合であり、それは電気回路であり、すなわち物理現象です。

あなたがスマホゲームで攻撃を1回行うだけでも大量の演算や描画が行われ、その過程でエネルギーが流れて発熱を起こします。

ゲームの動作において、電気部品で必要な処理の量というのは桁が違います。それだけエネルギーを必要とする＝発熱量も増えるんですね。

「ゲームのためにスマホを使う」ことを否定する気はもちろん一切ありませんが、その使い方には一考の余地があるかもしれません。とりあえず充電中はやめておこう。

画面輝度、カメラの起動、ライトの起動に注意する

これは昔から変わらない事実で、

• 画面の明るさ
• カメラの使用
• ライトの使用

などは特に電力を多く消費します。

「目に見えて起こる物理現象は電気エネルギーも多く消費する」と覚えておくといいでしょう。

• 画面の明るさ→画面が明るくなる（必要な発光量が増える）
• カメラの使用→カメラの物理的な制御がある（レンズ動作、光を取り込んで電気に変える）
• ライトの使用→見たまんま

画面輝度をマックスにしたりライトを点けているとみるみる熱くなっていくのはみなさんご存知の通り。

カメラやライトは一時的にしか使わないものなのでいいものの、必要以上に画面輝度を明るくしている人は下げてみるのがいいかもしれません。

僕はもともと眩しいのが苦手なのでPCモニタなんか冗談抜きで100段階の0%だし（マジ）、スマホも13%とかです。外にいるときのみ自動で明るくするようにカスタマイズするのもいいかもしれません（参考 ）

OS標準の「自動明るさ調節」は単純にバッテリーの消費量が大きいイメージが 昔は ありましたが、今はもっとお利口さんになっていると思うので単純にそれを使ってみてもいいかもしれません。僕は鬱陶しいので嫌いですが。

おわりに

スマホの電池持ち事情を中心にしてバッテリーの基本的な知識を簡潔にまとめてみました。

とにかく言いたかったことは、

「充電に関してはなんにも気にしなくていいよ、でも熱にだけは気をつけて」

ということに尽きます。

正しいことを多くの人に伝えていけるブログでありたい、と久しぶりに思ったとか思わなかったとかなんとか。はい。

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