バッテリーに関する最大の（そして最も愚かな）神話の背後にある真実

スマートフォンは、ほとんど手のひらから離れることのない物体であるにもかかわらず、時に難解な魔法の道具のように感じられることがあります。そして、このことが最も顕著に表れるのが気まぐれなバッテリーです。Bluetoothをオフにするよりも早く20%も充電が減ってしまい、数年充電すると完全に壊れてしまいます。

こうした欠点を補うため、私たちはバッテリーに関する様々な神話を作り上げてきました。スマートフォンを一晩中充電したままにしない、バッテリーを少し休ませるために電源を切るなど、たとえその方法があまり理にかなっていなくても、酷使されたバッテリーの性能を少しでも引き出す​​方法を私たちは常に模索しています。

科学と民間伝承を区別するために、私たちはバッテリーの専門家に、最も広まっている神話のいくつかについての判断を仰ぎ、噂の背後にある科学を説明し、そしてできればスマートフォンの寿命を延ばすための賢明なアドバイスをもらいました。

バッテリーが100％になっても、まだ充電できる余地がある

真実

スマートフォンのバッテリーには、表示されているパーセンテージよりも多くの電力が残っていますが、その電力を使い切ると、バッテリー全体の寿命が大幅に短くなってしまいます。この問題の核心は、メーカーが行っている繊細なトレードオフにあります。バッテリー内の利用可能な電力を増やすと、内部に損傷を与えることなく充放電できる回数が減少します。バッテリーを数百回、あるいは数千回の充電サイクルに耐えられるように、メーカーはバッテリーが放電できる電力量に制限を設けています。

その理由を理解するには、バッテリーの仕組みについて少し知っておく必要があります。スマートフォン、ノートパソコン、電気自動車などに使われているほとんどのリチウムイオンバッテリーの中身は、コバルト酸リチウムとグラファイトの2層構造になっています。リチウムイオンがグラファイト層からコバルト酸リチウム層に移動することでエネルギーが放出されます。バッテリーを充電すると、リチウムイオンが逆方向、つまりコバルト酸リチウム層からグラファイト層へと移動していることになります。

ここで、バッテリーの寿命と充電サイクルの問題が生じます。コバルト酸リチウム層からリチウムイオンが過剰に放出されると、層全体の構造が崩れてしまいます。「リチウムをすべて除去すると、材料の原子構造が実際に崩壊してしまいます」と、カリフォルニア大学サンディエゴ校でエネルギー貯蔵を専門とするケント・グリフィス助教授は述べています。

バッテリーを100%を超えて充電することは可能ですが、そのためには重要なリチウムイオンをさらに取り出すしかありません。「まるで建物の床から支柱を全部引き抜くようなものです」とグリフィス氏は言います。リチウムイオンを取り出すことはできますが、一度内部構造を壊してしまうと、元に戻すのは至難の業です。

そのため、メーカーはバッテリーの充電量に制限を設けています。多くの場合、1回のフル充電でリチウムコバルト酸化物層に含まれるリチウムの約半分しか除去されないよう設定されています。「リチウムを半分以上除去すれば、バッテリーはより多くの充電を行うことができますが、そうすることはあまり多くできません。」

機内モードで携帯電話を充電すると、充電が速くなります

本当だ（ある意味）

急いでいるときにスマホの充電を早くするよくあるコツは、機内モードにすることです。機内モードにすると、すべての無線周波数がオフになるため、モバイルデータ通信が一切使えなくなり、一部の機種ではBluetoothとWi-Fi接続も切断されます。理論上は、スマホの稼働量が減るので充電も早くなるはずですよね？確かにその通りですが、実際には充電速度の違いはごくわずかです。2014年にCNETが実施した実験では、機内モードをオンにすると充電時間がわずか4分短縮されたそうです。待っている間にツイートできないのは、それほど大きなメリットではないのかもしれません。

Wi-FiとBluetoothをバックグラウンドでオンにしておくと、バッテリー寿命が大幅に消耗します。

真実

画面以外でバッテリーを最も消耗させる要因の一つは、Wi-Fiやデータネットワークを探して接続しようとする際にスマートフォンが浪費する電力です。電車に乗っている時にバッテリーの減りが急激に早くなることがあれば、それはおそらくデバイスがモバイルネットワークに接続するために過剰な負荷をかけているからでしょう。「電車内でWi-Fiが使えるなど、安定したネットワークに接続できる場合は、そちらに接続した方が良いでしょう」とグリフィス氏は言います。画面の明るさを下げたり、スリープ状態になるまでの時間を短くしたりするのも、バッテリー寿命を延ばす簡単な方法です。

非公式の充電器を使用すると携帯電話が損傷する

真実

すべての携帯電話充電器が同じ品質というわけではなく、それが携帯電話のバッテリー寿命に悪影響を与える可能性があります。充電器には、電流量を制限したり、バッテリーが満充電になると充電を停止したりする様々な制御機能が備わっていますが、一部の非純正充電器には、そのような厳格な安全設定が備わっていない場合があります。

バッテリーに過剰な電流が流れると、リチウムイオンが過剰に放出され、先ほど述べたような劣化につながる可能性があります。グリフィス氏によると、すべての非純正充電器がこれほど劣化するわけではありませんが、純正品を使う方がおそらく良いでしょう。

パソコンやノートパソコンで携帯電話を充電するとバッテリーが損傷します

間違い

グリフィス氏によると、充電速度を少しゆっくりにすることは、バッテリーにとってむしろ良いことかもしれないとのことです。これは再びリチウムイオンの話に戻りますが、何か共通点を感じませんか？バッテリーをゆっくり充電すればするほど、リチウムイオンとそれを受け入れる構造への負担が軽減され、バッテリーへのダメージの可能性も低くなります。だからこそメーカーは、デバイスに急速充電をさせないよう制限を設けているのです。

時々デバイスの電源をオフにすると、バッテリー寿命を延ばすことができます

間違い

これも迷信ですが、全くの根拠がないわけではありません。リチウムイオン電池が普及する前は、ニッケル水素電池が充電式電池の主流でした。当時の電池では、完全に放電してから再充電しなければ、正確な充電レベルを読み取ることができませんでした。「半分放電してから再充電すると、どこにいたのか分からなくなってしまいます。ですから、正確に充電するには完全に放電する必要がありました」とグリフィス氏は言います。

リチウムイオン電池では、もはやそうではありません。現代の電池は充電レベルに関係なく状態を読み取ることができ、デバイスを使用していないときの電池への負担は、完全に電源を切っているときとほぼ同じです。そのため、電源を切っても電池にほとんど負担がかかりません。

バッテリーは寒いと性能が悪くなります

誤り（ほとんど）

実はその逆です。「バッテリーを涼しい場所で使用し、涼しい状態に保つ方が、バッテリー寿命を延ばすのに非常に効果的です」とグリフィス氏は言います。バッテリーを高温にさらすと、寿命が縮む可能性が高くなります。「バッテリーが熱くなるのは避けたいものです。充電中に過熱したり、直射日光の当たる場所や車内に放置したりするのも避けたいものです。」

しかし、なぜバッテリーは熱をそれほど嫌うのでしょうか？その理由は、コバルト酸リチウム層とグラファイト層（覚えていますか？）の間の隙間を埋め、2つの層が接触するのを防ぐ液体電解質にあります。リチウムイオンは2つの層の間を移動する際にこの電解質を通過するため、バッテリーの構造にとって非常に重要です。

高温になると、これらの液体電解質は分解し始め、わずか数百回の充電サイクルでバッテリーが劣化してしまいます。これは、電気自動車のバッテリーにとって大きな問題です。電気自動車のバッテリーは、日中の大半を直射日光の下で過ごすことが多いため、メーカーは熱による劣化を防ぐため、バッテリー管理システムを搭載せざるを得ません。しかし、スマートフォンの場合は、普段から室温程度に保っていれば問題ありません。

寒い気温ではスマートフォンの動作が少し遅くなる可能性があります。これはリチウムイオンの動きがわずかに遅くなるため、外気が非常に寒い場合はバッテリーがコンポーネントに十分な電力を供給できない可能性があります。ただし、この変化は通常はわずかであり、バッテリーに永続的な損傷を与えることはありません。

バッテリー残量がわずかになったデバイスは、低温になると電源が切れることがあります。低温による電力低下により、デバイスがバッテリーが空になったと誤認識してしまうためです。「損傷はありませんが、電子機器が混乱してしまうのです」とグリフィス氏は言います。

充電器を壁のコンセントに差し込んだまま電源を入れたままにしておくと、エネルギーが無駄になります

誤り（まあ、少しは誤りかもしれないが）

携帯電話の充電器など、ワイヤーだけの「ダム」ケーブルは、デバイスが接続されていない限り、おそらく電力を消費しません。テレビやノートパソコンのケーブル、あるいは大きな「ブリック」のような形状の充電器は、テレビなどのデバイスがスタンバイモードから起動するのを待っている間に少量の電力を消費するため、少し巧妙な仕組みになっています。かつては、これらのデバイスの電力消費量は平均的な家庭の電気料金の最大10%を占めていましたが、最近の規制変更により、現在では比較的わずかな電力しか消費していません。

充電する前にバッテリーを0％まで下げてください

間違い

不思議なことに、バッテリーは満充電時、あるいは完全に空になった時に最も大きな負担がかかります。バッテリーにとって真のスイートスポットは50%充電時です。これは、可動性のリチウムイオンの半分がコバルト酸リチウム層に、残りの半分がグラファイト層にある状態です。この均衡状態により、バッテリーへの負担は最小限に抑えられ、劣化するまでの充電サイクル回数が長くなります。

つまり、バッテリーをできるだけ長持ちさせたいなら、充電量を20～80%に保つべきです。これは、両層にリチウムイオンが詰め込まれた状態をできるだけ短くすることを意味します。両層に詰め込まれたリチウムイオンは膨張し、物理的な負担がかかります。「しかし、そうすると、毎回使うたびに充電できる量は半分程度になってしまいます」とグリフィス氏は言います。もしかしたら、そうではないかもしれません。

100%を超えて充電するとバッテリーが損傷します

本当です（ただし、あなたが考えている理由とは異なります）

これは上記の迷信と密接に関連しています。スマートフォンを一晩中100%充電し続けるのはバッテリーにとって良くありませんが、それはバッテリーの許容量を超える量の充電を詰め込んでいるからではありません。「トリクル充電」機構は、スマートフォンが100%充電されると充電器への接続を遮断し、バッテリー残量が少し低下した場合にのみ充電を行います。

問題は、充電レベルを100%に維持することです。前述の神話からも分かるように、これはバッテリーに一定の負担をかけます。「これは良くありません」とグリフィス氏は言います。「しかし、バッテリーメーカーが（バッテリーの限界値を）設定しているので、害になることはないはずです。」

携帯電話のバッテリーを交換すると、新たな命が吹き込まれます

真実

スマートフォンのバッテリーは時間の経過とともに劣化します。スマートフォンのバッテリーは通常、最適な容量で約2～3年動作します。ほとんどのスマートフォンメーカーはユーザーに知られたくないようですが、実はスマートフォンのバッテリーは交換可能です。DIYのように自分で交換することも可能ですが、メーカーはそれをますます難しくしています。代わりに、誰かに有料で交換してもらう方が簡単かもしれません。バッテリーの状態を手動で確認し、新しいバッテリーを購入するかどうかを判断すれば、新しいスマートフォンにさらにお金をかける必要がなくなります。