リチウムイオンバッテリーを長持ちさせる充電方法

ニッカドちゃん
コードレス掃除機のリチウムイオンバッテリーって高価だから、寿命を少しでも長く延ばしたいんだけど、寿命が延びるような使い方ってあるんだろうか?

ニッケルちゃん
リチウムイオン電池は、よく満充電(100%フル充電)せずに、70%や50%程度充電して使うほうが長持ちすると言われてるわね。

ニッカドちゃん
うんうん、ノートパソコンも100%充電せずに、寿命を長く保つために充電量を低く設定するモード(50~80%充電)があったりするよね。

リチウムイオンバッテリーの充電回数について

リチウムイオンバッテリーの充電回数

【充放電回数300回】のバッテリーを300回充電したら本当に使えなくなるの?

例えば、「充放電回数が300回のリチウムイオンバッテリーを300回充電したら本当に使えなくなるの?」というような質問をよくいただきますが、基本的に300回充放電を繰り返してもコードレス掃除機を使用することが出来ます。ただし、バッテリーは充放電を繰り返すと劣化するため、徐々に蓄えられる容量が減っていきます。

すなわち長く使い続けるほどコードレス掃除機の連続使用時間が短くなっていきます。身近なものですとカメラやスマホの電池のように、長く使い続けていると少しずつ使用できる時間が短くなっていき、しまいには満充電を行ってもすぐに充電切れとなってしまい、バッテリーの交換となります。

充電回数というのは電力消費量や温度によって大きく変わるため、掃除機でうん千回も充電が出来ると謳ってるメーカーは注意が必要です。必ず小さい文字で条件が記載されているはずです。

バッテリーの充電回数

バッテリーの容量(100%)を充電してカウントされる

バッテリーの充電回数についてはMACのマニュアルの説明が分かりやすいです。MACの説明では、充電回数とはバッテリーの容量(100%)を全て使い切って満充電した時点で1回とカウントされます。このため、バッテリーの残量が残っている状態で充電を行っても継ぎ足し充電を行っているだけで、必ずしも1回とカウントされるわけではありません。

例えば、今日、コードレス掃除機で家の掃除をして、バッテリー容量を半分(50%)消費して満充電を行っても、充電回数は1回とカウントされません。次の日にも同じようにバッテリー容量を半分(50%)消費した後、満充電を行ってはじめて1回とカウントされます。なので、充放電回数300回のバッテリーを毎日充電したとしても、1~2年以上使えるなんてこともあります。

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リチウムイオンバッテリーの寿命を延ばす方法

小形リチウムイオン電池の寿命特性 NTTバッテリー技術部長 市村雅弘氏

残量50%以下の充電状態のほうが劣化しにくい

上のグラフは、「小形リチウムイオン電池の寿命特性 NTTバッテリー技術部長 市村雅弘氏」の論文から引用しています。リチウムイオン電池の製造・販売を行っている「Baysunのデータ」によると、“メーカーのリチウムイオンバッテリーの(充放電回数)は300回でおおむね70~80%、500サイクルでおおむね50~70%”と記載されています。

しかし、上のグラフを見ると100%から50%の充電状態(高)より、50%から0%の充電状態(低)で使用したほうが劣化を遅らせていることが分かります。この実験結果からリチウムイオン電池は、低い充電状態で使用を繰り返したほうが、寿命を延ばすことが出来るといえるでしょう。一番ベストなのがバッテリーの残量が空になってから半分程度充電するという使い方になります。

継ぎ足し充電

50%充電は面倒だから継ぎ足し充電せずに、パワーが弱くなったと感じたら充電している

前述の実験結果からも、低い充電状態での使用でバッテリーの寿命が延ばせることが分かりました。プログラムタイマーなどを介せば、自動で50%程度充電することも可能ですが、コードレス掃除機は連続使用時間が短いので、残量が50%だと途中で充電が切れてしまい、家中まるごと掃除ができなくなるデメリットもあります。

家では掃除が終わったら毎日充電を行うのではなく、バッテリーの残量がなくなってから充電するようにしています。使ったらすぐに満充電にしておくより、実験の検証が正しければ、こちらの充電方法のほうがバッテリーが長持ちするでしょう。(メーカーによってリチウムイオン電池を長持ちさせるコツの説明はバラバラです)。

ちなみに家のマキタのバッテリーは毎日充電を行っていません。パワー(電圧)が下がってきたと感じたら充電をするように心がけています。5年以上現役ですが、これが同社が展開する消費電力が激しいよう電動工具で毎日充放電(空→満)を繰り返すと、1年半も持ちません。掃除機の電池を長持ちさせたい場合、MAXモードの使用は必要以外は使用しないほうがよいでしょう。

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まとめ

充電方法

満充電付近での充放電を避ける(50%程度充電してから使用するのがベスト)

以上のことから、バッテリーの寿命を延ばしたい場合は、満充電付近での充放電を避けて、50%程度充電してから使用するのがベストです。ダイソンやエレクトロラックスのように充電スタンドや壁掛けブラケットに収納する製品の場合は、「プログラムタイマー」などを利用すれば、掃除機を収納した状態でも充電されません。

タップスイッチコンセント

50%充電して使用するのが難しい場合(継ぎ足し充電を辞めて使い切ってから充電)

50%程度充電して使用するのが難しいけれど、少しでもバッテリーの寿命を延ばしたい場合は、継ぎ足し充電を行わずにバッテリーの残量が空になるまで使い切ってから充電する癖をつけましょう。ダイソンやエレクトロラックスのように充電スタンドや壁掛けブラケットに収納しながら充電する製品は「スイッチ付タップ」を付けておくと充電スタンドのコンセントを抜き差しする手間が省けて便利です。

長期保管

長期保管する時も50%程度充電したほうが劣化しにくい

ちなみにリチウムイオンバッテリーを長期保管する場合も、満充電の状態で保管をしていると性能が劣化する場合があるので、50%放電した状態で高温状態を避けて保存したほうがよいでしょう。Wikiによるとリチウムイオン二次電池の自己放電率は5%程度なので半年で36%になります。過放電(残量0%)の状態で放置していてもバッテリーは劣化するので、時々0%になっていないか確認したほうがよいでしょう。