携帯電話の電池の特徴 | 電圧、容量、自己放電

携帯電話のバッテリーの特徴

現代の携帯電話のバッテリーの大部分は、ポーチ型リチウムイオンバッテリーであり、300回から500回のフル充電が可能です。これは、ユーザーがバッテリーをどのように扱うか、そして使用される充電技術によって異なります。ポーチ型バッテリーの場合、ケースの欠如により、ポーチセルは最高の重量当たりエネルギー密度を持ちます。リチウムイオンバッテリー（Li-ionバッテリーとも呼ばれます）は、リチウムイオンが放電時にアノードから電解質を通ってカソードへ移動し、充電時にはその逆が行われるセルで構成される二次（充電可能）バッテリーの一種です。

リチウムイオンバッテリーの利点

リチウムイオンバッテリーにはいくつかの特定の利点があります。最も重要な利点は、高いセル電圧、高エネルギー密度、そしてメモリー効果がないことです。

バッテリーの特性

バッテリーの能力を比較し理解するために、各バッテリーに固有のいくつかの重要なパラメータがあります。これらのパラメータは、バッテリーが必要で、特定の品質が求められる場合の参照点となります。なぜなら、バッテリーはあらゆる種類のデバイスや無限の目的で使用されるからです。

セル電圧

電気バッテリーの電圧は、電気化学反応において正極と負極を構成する材料のポテンシャル差によって生じます。ほとんどのリチウムイオンセルは^3.8ボルトで動作します。充電器からバッテリーに電流を流すためには、ポテンシャル差が必要です。したがって、ほとんどのスマートフォン用のバッテリーチャージャーやUSBは⁵Vの電圧を提供します。

カットオフ電圧

カットオフ電圧は、許容される最低電圧です。この電圧は通常、バッテリーの「空」状態を定義します。Li-ionバッテリーのカットオフ電圧は約^3.2 Vで、その公称電圧は^3.6から^3.8 Vの間であり、最大充電電圧は⁴から^4.2 Vまで上がります。Li-ionは³V以下まで放電することができますが、室温で^3.3Vまで放電すると、約92～98%の容量が使用されます。特に、今日の携帯電子機器の大部分で使用されるリチウムイオンバッテリーの場合、^3.2V以下の電圧カットオフは、セル内の化学的不安定性を引き起こし、バッテリー寿命を短縮する可能性があります。

容量

クーロンメトリック容量は、100% SOCからカットオフ電圧まで一定の放電電流でバッテリーが放電されたときに利用可能な総アンペア時間です。ラップトップバッテリーの容量は通常、^3,000mAh（ミリアンペア時）から^4,000 mAhの範囲です。

Cレートのバッテリー

Cレートは、バッテリーがその最大容量に対してどれだけ速く放電または充電されるかを表すために使用される単位で、単位は^h−1です。1Cレートは、放電電流が1時間でバッテリー全体を放電することを意味します。ほとんどのリチウムイオンバッテリーは、最高^60°Cの温度にしか耐えられず、最大^45°Cでの^0.5Cの充電レートが推奨されます。18650バッテリーのCレーティングは通常^1Cで、これはバッテリーから最大^2.85Aを消費できることを意味します。

自己放電

バッテリーは、接続されて電流を供給していなくても、徐々に自己放電します。これは、負荷が適用されていないときでもセル内で発生する非電流生成の「側面」化学反応によるものです。リチウムイオン充電式バッテリーの自己放電率は、メーカーによって通常^1.5～^2%／月とされています。この率は、温度と充電状態によって増加します。

劣化

充電放電サイクルごとに、充電式バッテリーの一部の劣化が発生します。劣化は通常、電解液が電極から離れたり、活性材料が電極から剥がれたりすることによって発生します。最新の18650リチウムイオンバッテリーは、典型的なサイクル寿命が³⁰⁰～⁵⁰⁰（充電、放電サイクル）であり、サイクルは完全に死んだバッテリーを100%まで充電し、それを再びゼロまで排出することと定義されます。通常、携帯電話のバッテリーは2年から3年の間持続します。最適な充電のための黄金律は、バッテリーをほとんどの時間30%から90%の間で保つことです。50%以下に落ちたら上げてくださいが、100%に達する前に抜きます。