ノートパソコンのバッテリーの特性 | 電圧、容量、自己放電

ラップトップバッテリーの特性

現代のほとんどのラップトップにはリチウムイオンバッテリーが搭載されています。リチウムイオンバッテリー、またはLi-ionバッテリーは、放電時にリチウムイオンが陽極から電解質を通じて陰極へ移動し、充電時にはその逆が行われる二次(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、メモリ効果のなさです。リチウムイオンバッテリーは、多くのラップトップコンピューターのバッテリー、コードレス電動工具、特定の電気自動車、電動キックスクーター、ほとんどの電動自転車、携帯用パワーバンク、LED懐中電灯に使用されています。

円柱形、角形、ポーチ型セル

リチウムイオンセル(全体のバッテリーとは異なり)は、さまざまな形状で利用可能で、一般的に三つのグループに分けられます:

  • 円柱形セル:古いラップトップバッテリーに使用される端子のない固体の円柱形セル。特徴的な”ジェリーロール”方式で製造され、正極、セパレータ、負極、セパレータが1つのスプールに巻かれた単一の長い”サンドイッチ”です。
  • 平面型またはポーチ型セル:携帯電話や新しいラップトップに使用される柔らかい平らな体を持つセルは、リチウムイオンポリマーバッテリーです。ポーチセルには硬質の外装がなく、セル容器として密閉された柔軟なフォイルを使用します。
  • 角形セル:リチウムイオン(Li-ion)バッテリーの角形セルは、円柱形セルよりも薄くて軽いです。これらのセルは、長寿命ですが、冷却を維持するのが円柱形セルほど容易ではありません。

リチウムイオンバッテリーの特性

各バッテリーの能力を比較し理解するために、特定のバッテリータイプ内でも、各バッテリーのいくつかの重要なパラメータが特性となります。これらのパラメータは、特定の品質が必要な場合にバッテリーが必要とされる際の参照点です。

セル電圧

電池の電圧は、電気化学反応中の正極と負極を構成する材料の電位差によって生じます。ほとんどのリチウムイオンセルは3.8Vで動作します。充電器からバッテリーに電流が流れるためには、電位差が必要です。そのため、ほとんどのスマートフォン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、許容可能な最小電圧です。この電圧は一般にバッテリーの「空」状態を定義します。Li-ionバッテリーは約3.2 Vの高いカットオフ電圧を持ちます。

容量

クーロン計量容量は、バッテリーが特定の放電電流で100%SOCからカットオフ電圧まで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、2,000mAh(ミリアンペア時)から7,000 mAhの範囲です。

Cレートのバッテリー

Cレートは、バッテリーの最大容量に対してバッテリーが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ます。単位はh−1です。

自己放電

バッテリーは、接続されていなくても、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にセル内で発生する非電流生成「副」化学反応によるものです。

劣化

充電放電サイクルごとに、充電式バッテリーのいくつかの劣化が発生します。劣化は通常、電解質が電極から移動したり、活性材料が電極から剥がれたりするために発生します。

放電深度

放電深度は、バッテリーから引き出されたエネルギーの量を表し、全容量の割合として表現されます。たとえば、100 Ahのバッテリーから40 Ahが引き出された場合、放電深度は40%です。

Characteristics of Laptop Batteries

 

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