現在、リチウム-イオン電池は、スマートフォン、ノートパソコン、タブレット、スマートウォッチ、電気自動車、その他多くの機器に広く使用されています。これらのデバイスは長期間使用されるため、次の 2 つのバッテリー関連パラメータに注目するようになりました。-バッテリーの状態そしてバッテリーのサイクル数.

多くのユーザーは、サイクル数が増加し続けるにつれて、バッテリーの耐用年数の終わりに近づいているに違いないと考えています。ただし、これら 2 つのパラメータは関連していますが、まったく異なる概念を表します。

バッテリーのサイクル数充電と放電によって使用されたバッテリー容量の累積量を反映します。バッテリーの状態バッテリーの現在の残容量と全体的なパフォーマンスを示します。

1 つのパラメーターのみを使用してバッテリーの現在の状態を評価できる場合、通常はサイクル数よりもバッテリーの状態の方が重要になります。

簡単な例えとしては、サイクル数を車の走行距離として考えると、車がどれだけ走行したかがわかります。バッテリーの状態は車の実際の状態に近く、現在のパフォーマンスがどの程度優れているかを示します。

デバイスが 0% から 100% に充電されるたびに、バッテリーは 1 サイクルを完了するとよく誤解されています。

実際には、バッテリーのサイクル数は、単にバッテリーが充電された回数ではありません.

通常、フル サイクルは、バッテリが累積的に次の量に相当する量を放電したときにカウントされます。容量の 100%。これは 1 回の充放電プロセスで発生する必要はありません。-

たとえば、今日バッテリー容量の 50% を使用して再充電し、翌日さらに 50% を使用して再度充電するとします。累積バッテリー使用量は約 100% で、これは 1 つの完全なサイクルに相当します。

したがって：

1 回の充電セッションが 1 サイクルに等しいとは限りません。

頻繁にバッテリーを補充しても、毎回フルサイクルを完了するわけではありません。

サイクルカウントは、充電器が接続された回数ではなく、累積バッテリー使用量に基づいています。

これはまた、次のような一般的な信念に疑問を投げかけます。頻繁に充電すると自動的にバッテリーの劣化が加速します.

バッテリーの 30% または 40% を使用してから再度充電しても、すぐに 1 サイクルが追加されるわけではありません。このシステムは、実際に消費されたエネルギー量を時間の経過とともに蓄積することができ、累積使用量がバッテリーの全容量に相当する量に達すると、完全な等価サイクルがカウントされます。

これは、日常のユーザーにとって、通常、再充電する前にリチウム イオン バッテリーを意図的に 0% まで消耗させる必要がないことを意味します。{0}}

バッテリーの状態は一般的に次のように表されます。最大容量.

たとえば、新しいバッテリーの定格容量が 5,000 mAh だとします。バッテリーの健全性レベルが 100% に近いということは、利用可能な容量が依然として元の状態に近いことを意味します。

バッテリーが化学的に劣化すると、実際の容量は徐々に減少します。デバイスが完全に充電された場合でも 100% と表示される場合でも、バッテリーは新品のときと同じ量のエネルギーを蓄えられなくなる可能性があります。

バッテリーの状態が約 85% まで低下した場合、他の条件が同等であると仮定すると、使用可能な容量は元の容量の約 85% になる可能性があります。

たとえば、デバイスが特定のワークロード下で元々約 10 時間使用できた場合、バッテリーの利用可能な容量が減少するにつれて、その実行時間が短くなる可能性があります。

バッテリーの状態がユーザー エクスペリエンスに直接関係していることが多いのはこのためです。ユーザーが最終的に気にするのは、単にバッテリーが蓄積された充電サイクルの数ではなく、フル充電後にデバイスがどれくらい稼働できるかということです。

ただし、バッテリーのメーカー、研究者、エンジニアにとっては、消費者向けデバイスに表示される数値だけからバッテリーの状態を評価することはできません。実際のバッテリー性能は、管理されたテストを通じて測定する必要があります。
 

バッテリーの劣化はサイクル数だけでは決まりません。

リチウムイオン電池の劣化は、次のような複数の要因によって影響されます。-動作温度、充電状態、放電深度、充放電率、保管条件、カレンダーの経年変化.

これは、2 つの同一のデバイスのサイクル数が同じであっても、バッテリーの状態レベルが著しく異なる可能性がある理由を説明しています。

たとえば、あるユーザーはデバイスを軽くしか使用しないかもしれませんが、別のユーザーはグラフィックスを多用するゲームを頻繁にプレイしたり、動画を録画したり、急速充電を使用したり、高温環境でデバイスを操作したりする場合があります。{0}}

バッテリサイクル数が同じであっても、2 つのバッテリの実際の状態は大きく異なる場合があります。

これらの要因のうち、温度は特に重要です.

高温により、リチウムイオン電池内部での望ましくない化学反応が促進され、容量の低下が増加する可能性があります。{0}}高温と高い充電状態および厳しい充電または放電条件が組み合わされると、バッテリーの劣化がさらに深刻になる可能性があります。

したがって、サイクル数はバッテリーの累積使用量を知ることはできますが、バッテリーの現在の状態や残りの寿命を完全に表すことはできません。

多くの人は、バッテリーのサイクル数が比較的少ない場合でも、バッテリーが大幅に劣化する可能性があることを認識していないかもしれません。

めったに使用されないスマートフォンはサイクル数がほとんどない可能性がありますが、長期間保管されたり、高温にさらされたり、高い充電状態で長期間維持されたりすると、バッテリーの状態が低下する可能性があります。

これはとして知られていますカレンダーの老化.

リチウム-イオン電池は充電と放電中に劣化するだけではありません。バッテリーがアイドル状態にある場合でも、内部の化学反応は継続的に発生し、その性能は時間の経過とともに徐々に変化します。

保管期間、保管温度、保管中の充電状態は、カレンダーの劣化速度に影響を与える重要な要素です。

これが、あまり使用されていない古いスマートフォンのバッテリーの状態が比較的低い可能性がある理由の 1 つです。

この観点からすると、単にサイクル数をできるだけ低く抑えることが、必ずしもバッテリーを保護する最良の方法であるとは限りません。全体的な動作および保管環境の方がはるかに重要です。

日常のユーザーにとって、温度管理はバッテリーケアの最も重要な側面の 1 つです.

リチウム-イオン電池は、定期的な充電をサポートするように設計されています。より大きな懸念は、特にデバイスに大きな負荷がかかっているときにバッテリーを充電する場合、高温に長時間さらされることです。

典型的な例は、急速充電中に負荷の高いモバイル ゲームをプレイすることです。デバイスはかなりの熱を発生し、バッテリーにさらなるストレスを与える可能性があります。

最新のデバイスには、温度、電圧、充電電流、その他の動作条件を監視できるバッテリー管理システムが装備されています。過度の温度が検出されると、システムはバッテリーやその他のコンポーネントを保護するために、充電電力を低減したり、デバイスのパフォーマンスを制限したり、充電を一時的に停止したりすることがあります。

したがって、サイクル数がさらに 1 サイクル増加したかどうかを常に心配するよりも、バッテリーが高温環境に長時間置かれないようにする方が現実的であることがよくあります。{0}}

これは、ゲーム、ナビゲーション、ビデオ録画、急速充電、または炎天下でのその他の高負荷アプリケーションなどの要求の厳しいシナリオにおいて特に重要です。{0}}

消費者向けデバイスの場合、バッテリーの状態とサイクル数はバッテリーの状態に関する有益な情報を提供します。しかし、それに関して言えば、電池の開発、品質管理、実験室での研究、より体系的なテスト方法が必要です。

バッテリーのサイクル寿命は通常、繰り返し制御することで評価されます。充放電サイクル.

サイクル寿命テスト中、バッテリーは、事前に定義された電圧、電流、およびその他のテスト条件に従って充電および放電されます。テスト システムは、次のような重要なパラメータを継続的に記録します。

• バッテリー電圧
• 充放電電流
• 容量
• エネルギー
• サイクル数
• 容量維持
• 充電および放電時間

充電と放電のプロセスを繰り返すことで、エンジニアはサイクル数が増加するにつれてバッテリー容量がどのように変化するかを観察できます。

たとえば、100、500、1,000、またはそれ以上のサイクル後の容量保持率を比較して、バッテリーの劣化傾向を評価し、サイクル寿命を推定できます。

電池の研究開発、製造試験、性能評価には、バッテリーサイクル寿命テスターテストデータの記録と分析中に、繰り返しの充放電サイクルを自動的に実行できます。{0}

このタイプのテストは、リチウム イオン バッテリーが時間の経過とともにどのように機能するか、および繰り返しの使用によって容量がどの程度早く減少するかを評価するためのより信頼性の高い方法を提供します。{0}

バッテリーのサイクル数とバッテリーの状態は関連していますが、同じものではありません。

サイクルカウントは主にバッテリーの累積使用量を反映しますが、バッテリーの状態はバッテリーの現在利用可能な容量とパフォーマンスをより直接的に示します。

同時に、バッテリーの劣化は、温度、充放電速度、充電状態、放電深度、保管条件、カレンダーの経年変化など、他の多くの要因の影響を受けます。

したがって、スマートフォンのバッテリー、EV バッテリー、蓄電池、その他のリチウムイオン電池を評価する場合でも、{0}}サイクル数だけではバッテリーの寿命を完全に判断することはできません.

電池メーカーや研究者にとって、制御された充放電サイクル テストは、容量劣化、容量保持率、全体的なサイクル寿命を評価するためのより信頼性の高い方法を提供します。{0}

バッテリーの状態データと系統的なサイクル寿命テストを組み合わせることで、エンジニアはバッテリーの劣化と長期的なパフォーマンスをより完全に理解できます。{0}}

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