今回のテーマはバッテリーの寿命と容量の関係についてです。

せっかく買ったバッテリーだから長く愛用したいよね

どんなバッテリーが長寿命なの?長持ちのコツはある?
スマートフォンも、ポータブル電源も、せっかく購入したならできるだけ長く愛用したいものです。

なんでスマホとポータブル電源が関係あるの?
と思うかもしれませんが、どちらもリチウムイオン電池を使っている点が共通なんです。
もちろん、大きさ(充電容量)はずいぶん異なりますが、リチウムイオン電池の性格(キャラクター)は大きさや容量に関係なく共通しているんです。
身近で分かりやすいスマホバッテリーを例にしながら、大容量の方が「長寿命」だということを解説します。
スマホ用もポタ電用も使い方によって寿命が違ってくる
ポケットに入る小さなスマホも、大きく重いポータブル電源もリチウムイオン電池を使っている以上、その性格は共通です。
以下は、リチウムイオン電池の代表的な性格、特性です。
1つずつ解説します。
フル充電・フル放電は大きなダメージ
一番誤解されやすいのは(1)フル充電と(2)フル放電です。
昔のバッテリー(ニッケル水素とか)は、まだ残量があるうちに充電すると「その残ってた部分は不要なのね」とばかり、その分の容量が使えなくなってしまう「メモリー効果」と呼ばれる現象があったため、スマホのバッテリーは全て使い切ってから充電する方がいいと言われていました。
いわゆる『継ぎ足し充電』ですが、その名残りで、今でも「全部使い切ってから充電する方がいい」と思っている方が案外多いんです。

でも、それ、古い考えです
現在主流のリチウムイオン電池は「メモリー効果」に強いので、継ぎ足し充電を繰り返してもほとんど悪影響はなく、逆に苦手な「フル放電(すべて使い切ること)」によるダメージの方が深刻です。
放電と同様に、充電する際にも「フル充電(満充電)」するのはダメージが大きいため、「フル充電・フル放電を避ける」ことはリチウムイオン電池へのダメージ軽減に重要な意識です。
このことは、スマホでもポータブル電源でも同じで、早めに充電して、早めに充電をやめるようにすることで、電池へのダメージを減らし、引いては寿命を延ばすことに繋がるというわけです。
最後の20%はゆっくり優しく充電
(2)の「最後の20%は優しく充電」もリチウムイオン電池の寿命を考えると注意すべきです。
本来はその領域は充電しない方が電池にとっては優しいのですが、80%までしか充電しないのでは実用性に欠けてしまうので、充電パワーを抑えて優しくゆっくり充電する「トリクル充電」することで、ダメージを軽減しながら100%まで充電します。
スマートフォンでも、ポータブル電源でも「トリクル充電」の仕組みが備わっていますが、でも、もしトリクル充電をする最後の20%を充電しないで済むならば、多少実用性は欠くことになるかもしれませんが、充電しない方がバッテリーにはより優しいことになります。
1回の充電容量を少なくする
(3)の「大容量を一度に充電されるのは苦手」は、一度の充電で充電する容量=「充電深度」に関する注意点です。
リチウムイオン電池は、同じ容量を充電するのでも、1回に充電する容量が少ない方が電池に対するダメージが少ないのです。
例えば、フル放電まで使い切ってから満タンまで一気にフル充電すると、一度に100%を充電することになりますが、一方、容量50%まで使って充電×2を繰り返した方がダメージが少ないのです。
これを「充電深度が浅い」といいます。


ちなみに、筆者のスマホ「iPhone 12 Pro Max」は、購入から上記のようにフル充電・フル放電を避けることを心がけてきたので、購入から1年7か月目を迎えていますが充電容量は未だ100%のままです。
リチウムイオン電池を長持ちさせる充電管理は以下の3点に注意してください。
※リチウムイオン電池の劣化について
リチウムイオン電池の劣化は、充電容量の減少として現れます。
iPhoneの場合が分かりやすいのですが、「設定>バッテリー」内の「バッテリーの状態」で示されている「最大容量」が劣化具合を表しています。
AppleはiPhoneのバッテリーの寿命を「充電サイクル500回で容量80%」を目途としていますし、EcoFlowのポータブル電源は「800サイクルで80%」「500サイクルで80%」などを見込んでいます。
※充電サイクルとは
充電サイクルは、放電量の合計が100%になったら1カウントされるバッテリー劣化を計る目安です。例えば電池使用量が今日60%+明日60%だった場合、明日の40%が消費された段階で充電サイクル1回がカウントされる…といった感じです。
●バッテリーの劣化や充電サイクル等の詳細は以下の記事に詳しいです。
➡ リチウムイオンポータブル電源の寿命を延ばす充電方法
EcoFlowのポータブル電源はフル放電・フル充電しない仕組み
以前、EcoFlowの広報の方に伺ったことがあるのですが、EcoFlowのポータブル電源は、電源の表示では「0」「100」と表示されていても、実際には、本当に「0」「100」にはならず、少し充電を残して「0」として放電を停止、少し充電量を抑えて「100」と表示し充電を停止しているそうです。
やはり、フル放電・フル充電はポータブル電源にダメージを与えるのは本当のようです。
ただ、メーカーがその辺りをケアしてくれているなら、ユーザー側としては気にせず「0」「100」にしても良いのかもしれません。
ただ、そのダメージの度合いは同じではなく、フル放電のダメージはかなり大きいそうなので、放電についてはいくらか残して早めの充電を心がけた方が良さそうです。
同じ充電管理をしても大容量ポタ電の方が長寿命なわけ
フル放電・フル充電をしない、充電深度を浅くする…等を守って同様の充電管理を行った場合でも、例えば、容量600Wのポタ電と、1600Wのポタ電では、容量の大きい1600W容量のポタ電の方が劣化が緩やかで長寿命です。
その理由は、リチウムイオン電池の劣化を測る「充電サイクル」は「放電量の合計が100%になった際に1カウント」と計算されるためです。
つまり、同じ消費電力500Wの家電を使用した場合、600W容量のポタ電では83.3%に相当するのに対して、1600W容量のポタ電では31.3%にすぎません。容量を考える時、多くの場合「%」で考えます。しかし、実際に蓄えた電気が消費される際には「〇mA」や「×W」という実際の電気の量です。
例えば、500Wh(A)と1200Wh(B)の容量を持つポータブル電源があるとして、消費電力1000Wの電子レンジで加熱調理をした場合は、それぞれの電源から減少する電力は以下のようになります。
消費電力1000Wの電子レンジで5分加熱した場合に消費する電力は
・1000W÷60分×5分=83.33Wh
この83.33Whは、
(A)500Wh容量のポタ電の16.7%に相当する
(B)1200Wh容量のポタ電の7.0%に相当する
これを前述の充電サイクルに当てはめると
(A)が充電サイクル1回カウントするために約6回使用
(B)が充電サイクル1回カウントするために約14回使用
つまり、電子レンジで同じ使い方(つまり同じ放電量)で使った場合、容量の小さな電源だと容量全体に占める割合が大きくなり、容量の大きな電源だと全体に占める割合は小さくなるので、充電サイクルは容量の小さいバッテリーの方が早くカウントされます。
電源の劣化は、充電サイクル(放電量合計が100%)で測るため、小容量のバッテリーは充電サイクルのカウントが早く進む=寿命の到来が早いことになります。
充電サイクル(劣化)の早さで考えた場合、電池の容量が大きいほど充電サイクルのカウントがゆっくりとなり、寿命とされる充電サイクル回数に至るまでの期間も長くなるという訳です。
800サイクルを迎えても大容量の方が使える電力が大きい
例えば、「充電サイクル800回」のポータブル電源が2台あって、片方は容量700Wh、もう片方は容量1400Whだとした場合、それぞれの容量80%は、「560Wh」と「1,120Wh」になります。
そもそも、容量80%までに至る期間が異なり、大容量の方が長寿命である上に、80%に至った際の充電可能容量にも差が生じます。
80%を超えて(下回って)70%、60%とどんどん劣化が進むわけですが、元が大容量であれば、劣化が進んで充電可能容量が低下しても、ある程度の容量は確保でき、さらに使用期間が延びる…という側面もあります。
実際の購入シミュレーション
例えば、EcoFlowのポータブル電源のうち、「DELTAmini」と「DELTA Max 2000」で迷ったとします。
miniもMAXも、「X-Stream」「X-Boost」「スマホ遠隔操作」などの最新技術を盛り込んだ新世代ポータブル電源ですが、容量・出力・価格には以下の違いがあります。
| 機種 | DELTA mini | DELTA Max 2000 |
| 容量 | 882Wh | 2,016Wh |
| 定格出力 | 1,400W | 2,000W |
| 瞬間最大出力 | 2,100W | 4,200W |
| X-Boost時 | 1,800W | 2,400W |
| 充電サイクル | 800回 80% | 800回 80% |
| 価格 | 115,500円 | 242,000円 |
分かりやすくするために、仮に、1日に441Wの電力を使うとします。
すると、DELTA miniは、2日間で充電サイクル1回をカウントするので、800サイクルをカウントするには、1600日=4.38年かかることになります。800カウント時点の充電可能容量は705.6Whです。
一方、DELTA Max 2000は、4.57日で充電サイクル1回をカウントするので、800カウントに至るには、3657日=10.0年かかることになります。800カウント時点の充電可能容量は1,612.8Whです。
1日当たりのコストを計算すると、miniは115,500円÷1600日=72.19円、Maxは、242,000円÷3657日=66.17円となります。
| 機種 | DELTA mini | DELTA Max 2000 |
| 441W/日使用した場合に 充電サイクル800回到達する期間 | 1600日(4.38年) | 3657日(10.0年) |
| 1日当たりのコスト | 72.19円 | 66.17円 |
| 容量1Wh当たりのコスト | 130.95円 | 120.04円 |
| 80%時残存充電容量 | 705.6Wh | 1,612.8Wh |
購入時点での価格は高額ですが、こうして数字で比べてみると、大容量バッテリーの方が圧倒的に長寿命で高コスパであることがわかります。
さらに、Max 2000の残存容量1612.8Whが、miniの残存容量705.6Whまで減少するには、さらに何年もかかることを勘案すると、その差はもっと大きいことになります。
10年間に、miniを2台購入するのと、Max1台の価格差は僅か11,000円…という考え方もできます(それでも容量はmini2台分よりMax 2000の方が多い)し、加えて、使えない家電がほぼない…と言える2000W/4200Wの高出力も大きな違いです。
※本来miniと「DELTA Max 1600」を比べたかったのですが、充電サイクルが異なるため、わかりやすくするために「2000」と比較しています。
とは言え、いくら大容量の方が寿命が長いと言っても、大容量ほど高価格になりますし、必要のない容量を高額を支払って購入する意味があるとも思えませんので、あくまで、同じクラスの製品を比べた場合…として参考程度の留めてください。
ちょうどいま、楽天やAmazonでポータブル電源のセールが開催されていますので、購入される際に機種で迷ったときなどに参考にして頂ければと思います。
それにしても、知れば知るほどバッテリーって知らないことがどんどん出てきて興味が尽きません。
このブログを始めた当初に比べたら、かなりポータブル電源には詳しくなったのではないかと思います。職業柄、iPhoneのバッテリーについても調べることが多いことも加わって、リチウムイオンバッテリーの特性や取り扱い方法などを知ることができました。
ポタ電って面白いです^^
それでは今日はこの辺で。
