バッテリーのメモリー効果

半分ほどジュースが残ったグラスを洗わないまま、その上から新しいジュースを注いで飲み続けると想像してみてください。底にたまったジュースが少しずつ固まってカスが積もっていくと、そのうちコップが空っぽでも、上の半分にしか飲み物を入れられなくなります。

かつて広く使われていたニッケルカドミウム(Ni-Cd)充電池の内部でも、まさにこれと同じことが起きていました。電気を100%使い切らず、50%や70%ほど残っているたびに充電器につなぐと、使わずに残された化学物質の結晶が異常に大きく成長してしまう現象が起きたのです。

結晶が大きくなると、化学反応を起こせる表面積が減るため、電気をスムーズに送り出せなくなります。バッテリーはまるで「ここが自分の底だ」と思い込んで覚えてしまったかのように、動作できる範囲がせまくなります。

その結果、ユーザーは確かに100%まで満充電したはずなのに、実際にはいつも使っている一部分だけで電源が切れてしまう、という不便を味わうことになりました。

メモリー効果が起きても、バッテリーの中に入っていた電気エネルギーそのものが空気中に逃げたり、永遠に消えたりしたわけではありません。

化学物質の結晶が粗くなると、バッテリー内部の抵抗が急に高くなります。抵抗が高くなったバッテリーは、電流を出すときに電圧が通常よりずっと早い段階でガクッと下がってしまいます。電子機器は安定して動くために一定の電圧を必要としていて、電圧が基準値を下回った瞬間、機器は「バッテリーが切れた」と判断して自分で電源を落としてしまいます。

つまり、バッテリーの中にはまだエネルギーが残っているのに、電圧が低くなったせいで機器がそれを取り出して使えない状態になっているのです。

幸いニッケル電池は、電気を完全に使い切る完全放電と、満タンまで入れる完全充電を何度か繰り返すと、固まった結晶を壊して本来の性能を取り戻すことができました。

いま私たちが毎日使っているスマートフォン、ワイヤレスイヤホン、ノートパソコン、電気自動車には、ほぼ例外なくリチウムイオン(Li-ion)電池が入っています。リチウムイオン電池はニッケル電池とはエネルギーのやり取りの仕組みがまったく違うため、メモリー効果は実質的に問題になりません。2013年に一部のリチウム電池でごく小さなメモリー効果が見つかったこともありますが、その大きさは電圧の1000分の数という程度です。

むしろリチウムイオン電池は、0%近くまで頻繁に使い切ると寿命が縮みやすくなります。画面に0%と表示されても、保護回路が残してくれている余裕分はありますが、その状態で長く放置して電圧が本当に底まで下がってしまうと、電極が傷んで元に戻しにくいダメージを受けることがあります。

スマホのバッテリーを健康に長く使いたいなら、昔のやり方とは逆の行動をとる必要があります。0%まで使い切るのを待たず、残量が20〜30%ほどになったらこまめに充電する習慣をつけることが、バッテリー寿命を守る最善の方法です。

常に20%から80%の間で使うようにするだけでも、バッテリーをずっと長く良いコンディションに保てます。