正しい充電方法を使用してバッテリーの寿命を延ばすにはどうすればよいですか?

リチウムイオン電池は他の電池の化学的性質よりもはるかに優れていると考えられていますが、他の電池と同じです。彼らは、頻繁に使用されるガジェットやデバイスに電力を供給するために一日中滞在できないという事実から逃れることはできません。これらのバッテリーは、ある時点で再充電が必要になるため、ユーザーは非常にイライラする可能性があります。充電器がなくなったり壊れたりした場合はどうなりますか?ここでは、充電器を使わずにリチウムイオン電池を充電する方法を紹介します。

ですので、これ以上お待たせしないようにしましょう！リチウムイオン電池を充電するために必要な代替品のリストを確認してください。

充電器を使わずにリチウムイオン電池を充電する代替手段

1. USBポートを備えた電子機器を活用する

2. クリップ充電器を使用したリチウムイオン電池の充電

3. 異なるエネルギー源を使用するさまざまな充電デバイスの使用

これは、鉛酸システムと類似した電圧制限デバイスです。リチウムイオンとの違いは、セルあたりの電圧が高いこと、電圧許容差が厳しいこと、およびフル充電時にトリクル充電やフロート充電が存在しないことです。鉛酸は電圧カットオフに関してある程度の柔軟性を備えていますが、リチウムイオンは過充電を許容できないため、リチウムイオン電池のメーカーは正しい設定に非常に厳格です。パルスやその他のギミックでバッテリー寿命を延ばし、追加の容量を獲得することを約束する、いわゆる奇跡の充電器は存在しません。リチウムイオンは「クリーン」なシステムであり、吸収できるものだけを取り込みます。

Energy Cell の推奨充電率は 0.5C ～ 1C です。完全な充電時間は約 2 ～ 3 時間です。これらのセルのメーカーは、バッテリー寿命を延ばすために 0.8C 以下で充電することを推奨しています。ただし、ほとんどのパワーセルは、ほとんどストレスなく、より高い充電 C レートを取得できます。充電効率は約 99% で、充電中セルは低温に保たれます。

一部のリチウムイオン パックでは、フル充電に達すると温度が約 5°C (9°F) 上昇する場合があります。これは、保護回路や内部抵抗の上昇が原因である可能性があります。適度な充電速度で温度が 10°C (18°F) を超えて上昇した場合は、バッテリーまたは充電器の使用を中止してください。

バッテリが電圧しきい値に達し、電流が定格電流の 3% に低下すると、完全充電が行われます。電流が横ばいになり、それ以上下がらない場合にも、バッテリーは完全に充電されているとみなされます。自己放電の増加がこの状態の原因である可能性があります。

充電電流を増やしても、完全充電状態はそれほど早くなりません。バッテリーはより早く電圧ピークに達しますが、飽和充電にはそれに応じてより長い時間がかかります。電流が高くなると、ステージ 1 は短くなりますが、ステージ 2 での飽和には時間がかかります。ただし、大電流で充電すると、バッテリーがすぐに約 70 パーセントまで充電されます。

リチウムイオンは、鉛酸の場合のように完全に充電する必要はなく、またそうすることは望ましくありません。実際、高電圧はバッテリーに負担をかけるため、完全に充電しない方がよいでしょう。より低い電圧しきい値を選択するか、飽和充電を完全に排除すると、バッテリ寿命は長くなりますが、実行時間は短くなります。消費者向け製品の充電器は最大容量を追求するため、調整できません。耐用年数の延長はそれほど重要ではないと認識されています。

一部の低コスト民生用充電器は、第 2 段階の飽和充電に至らずに 1 時間以内でリチウムイオン電池を充電する、簡素化された「チャージアンドラン」方式を採用している場合があります。バッテリーがステージ 1 の電圧しきい値に達すると、「準備完了」が表示されます。この時点の充電状態 (SoC) は約 85 パーセントで、多くのユーザーにとって十分なレベルと考えられます。

特定の産業用充電器は、バッテリ寿命を延ばすために、充電電圧しきい値を意図的に低く設定しています。表 2 は、飽和充電の有無にかかわらず、さまざまな電圧しきい値まで充電した場合の推定容量を示しています。

バッテリーを初めて充電すると、電圧が急速に上昇します。この動作は、輪ゴムを使って重りを持ち上げると遅れが生じることに似ています。バッテリーがほぼ完全に充電されると、容量は最終的に追いつきます (図 3)。この充電特性はすべてのバッテリーに共通です。充電電流が高くなるほど、ラバーバンド効果も大きくなります。低温や内部抵抗の高いセルを充電すると、その影響が増幅されます。

充電バッテリーの電圧を読み取ることによって SoC を推定することは現実的ではありません。バッテリーを数時間休止させた後に開回路電圧 (OCV) を測定することは、より良い指標です。すべてのバッテリーと同様に、温度は OCV に影響を与え、リチウムイオンの活物質にも影響を与えます。スマートフォン、ラップトップ、その他のデバイスの SoC はクーロンカウントによって推定されます。

リチウムイオンは過充電を吸収できません。完全に充電されたら、充電電流を遮断する必要があります。トリクル充電を継続すると、金属リチウムのメッキが発生し、安全性が損なわれる可能性があります。ストレスを最小限に抑えるために、リチウムイオン電池のピークカットオフをできるだけ短くしてください。

充電が終了すると、バッテリーの電圧が低下し始めます。これにより、電圧ストレスが緩和されます。時間の経過とともに、開路電圧はセルあたり 3.70V ～ 3.90V の間に落ち着きます。完全に飽和充電されたリチウムイオン バッテリーは、飽和充電されていないバッテリーよりも高い電圧を長時間維持することに注意してください。

動作準備のためにリチウムイオン電池を充電器内に残しておく必要がある場合、一部の充電器は、電池とその保護回路が消費するわずかな自己放電を補うために、短時間の追加充電を適用します。充電器は、開回路電圧が 4.05V/セルに低下すると作動し、4.20V/セルで再びオフになります。動作準備、つまりスタンバイ モード用に作られた充電器では、多くの場合、バッテリ電圧が 4.00V/セルまで低下し、完全な 4.20V/セルではなく、わずか 4.05V/セルまで再充電されます。これにより、電圧関連のストレスが軽減され、バッテリー寿命が延長されます。

一部のポータブル デバイスは、充電クレードルにオンの位置で設置されています。デバイスに流れる電流は寄生負荷と呼ばれ、充電サイクルを歪める可能性があります。バッテリーメーカーは、ミニサイクルを誘発するため、充電中に寄生負荷を起こさないようにアドバイスしています。これは常に回避できるわけではなく、AC メインに接続されているラップトップがそのようなケースです。バッテリーは 4.20V/セルまで充電されてから、デバイスによって放電される可能性があります。サイクルは高電圧閾値で発生し、多くの場合高温でも発生するため、バッテリへのストレスレベルは高くなります。

充電中はポータブル デバイスの電源を切る必要があります。これにより、バッテリーは妨げられることなく、設定された電圧しきい値と電流飽和点に到達することができます。寄生負荷は、バッテリ電圧を低下させ、漏れ電流を引き込むことによって飽和段階の電流が十分に低く低下するのを妨げることにより、充電器を混乱させます。バッテリーは完全に充電されている可能性がありますが、状況によっては充電を継続する必要があり、ストレスが生じます。

充電に関する簡単なガイドライン リチウムベースの電池

• デバイスの電源をオフにするか、充電中に負荷を切断して、飽和中に電流が妨げられずに低下できるようにします。寄生負荷により充電器が混乱します。
• 適度な温度で充電してください。氷点下の温度では充電しないでください。
• リチウムイオンは完全に充電する必要はありません。部分充電の方が良いです。
• すべての充電器が完全なトッピング充電を適用するわけではなく、「準備完了」信号が表示されたときにバッテリーが完全に充電されていない可能性があります。燃料計の充電量が 100 パーセントというのは嘘かもしれません。
• バッテリーが過度に熱くなった場合は、充電器やバッテリーの使用を中止してください。
• 保管する前に、空のバッテリーをある程度充電してください (40 ～ 50 パーセントの SoC が理想的です)。