バッテリーの評価方法：リチウムイオン電池の性能指標に関する完全ガイド

リチウムイオン電池はその優れた性能から、ますます広く使用されるようになっています。バッテリー性能の評価は、複数の観点から総合的に検討する必要がありますが、以下の指標が最も重要です。

(1) 容量。 容量は電池の基本的な特性の一つです。これは、電池が放電できる電気量を表します。電池容量とは、一定の充放電条件（充放電方法、充放電電流、充放電終止電圧、周囲温度）のもとで電池から得られる電気量を指します。これは時間に対する電流の積分であり、一般にアンペアアワーで表されます。 ほら ほら またはミリアンペアアワー mAh。mAh は携帯電話用電池に一般的に使用され、 ほら は電気自動車用電池に一般的に使用されます。これは、電池がどれだけの電気を蓄えることができるかを直接的に示しており、電池の最大作動電流および作動時間に直接影響を与えます。

(2) エネルギー密度。 これは、バッテリーが単位質量または体積あたりに蓄えることのできるエネルギー量を指します。一般的には質量エネルギー密度 ( ワット時／キログラム （Wh/kg） または体積エネルギー密度 ( ワット時／リットル （Wh/L） で表されます。エネルギー密度が高いということは、同じ重量または体積でより多くのエネルギーを蓄えることができることを意味します。

(3) 放電特性および内部抵抗 バッテリーの放電特性とは、一定の放電方式において、動作電圧の安定性、電圧プラットフォームの高さ、および大電流放電性能のことを指します。これはバッテリーが負荷に耐える能力を示しています。バッテリーの内部抵抗は、オーム抵抗と電気化学的抵抗を含んでいます。大電流で放電する際、内部抵抗が放電特性に与える影響は特に顕著です。

(4) 温度特性および動作温度範囲 電気機器の作業環境および使用条件により、バッテリーには特定の温度範囲内で良好な性能が要求されます。リチウムバッテリーの現在の動作温度範囲は一般的に -30 ~ +55 ℃.

高温性能：高温は通常、化学反応を促進し、短期的には出力を高めることがある一方で、劣化を著しく促進し、寿命を短くし、安全リスク（熱暴走）が高まります。

低温性能：低温では電解液の導電性が低下し、反応速度が遅くなるため、内部抵抗が急増し、利用可能な容量および出力が大幅に減少します（寒い屋外でスマートフォンがシャットダウンしたり、電気自動車の航続距離が低下するなど）。

(5) 保存性能。 保管期間が経過した後、いくつかの要因によりバッテリー性能が変化し、自己放電、電解液漏れ、バッテリーの短絡などが発生する可能性があります。

6) サイクル性能 サイクル寿命とは、二次電池が所定のスケジュールに従って充放電を繰り返し、性能が一定のレベル（通常は 容量の80% ）まで低下するまでに実施できるサイクル数を指します。これは主にバッテリーの耐久性および使用可能年数に影響を与えます。サイクル寿命が長いほどバッテリーはより耐久性があり、交換頻度が少なくなり、総所有コストを低く抑えることができます。バッテリー使用中、深度充放電、高速充放電、高温・ /低温、過充電および過放電などの要因が、バッテリーのサイクル寿命を大幅に短くする可能性があります。

(7) 充放電レート性能 これは主に、バッテリーの充放電電流とその容量との比率を表します。 1C 完全充電されたバッテリーを1時間で放電するために必要な電流を表します （電流 (A) = 容量 ほら ほら ）。その意義は、バッテリーが高電流での充放電にどれだけ耐えられるかを測定することにあります。例えば、 5時間 バッテリー:

半分 放出 = 2.5A の放電電流の場合、

2C放電 = 10A の放電電流の場合、

半分 充電 = 2.5A の充電電流となります。

高レートでの充放電能力は、急速充電を実現し、高電力要求に対応するための基盤ですが、高レートでの充放電は一般的に実際の使用可能容量を減少させ、寿命にも影響を与えることが多いです。

(8) エフィシェンシー（効率） クーロン効率 : 放電時の放出電荷 ( ほら ) と充電時の入力電荷 ( ほら ) との比率。これは、充電および放電プロセス中に発生する副反応（例えば、ガス生成など）による電荷損失を反映しており、理想的な値は 100% です。エネルギー効率 : 比率 放電時の放出エネルギー ( WH ) と充電時の入力エネルギー ( WH ) との比率。これは、電気化学的効率と電圧効率（内部抵抗による充電および放電電圧の差）を組み合わせたものであり、理想的な値は 100% .

です。効率が高ければ高いほど、エネルギーの無駄が少なく、充電がより経済的であり、発生する熱も少なくなります。

(9) 安全性能。 これは主に、バッテリーが通常の使用および過酷な条件での使用における安全性性能を指します。過酷な条件とは、主に過充電、過放電、短絡、落下、加熱、貫通、圧壊、衝撃、振動、海水浸漬、低圧、高温などを含みます。過酷な条件に対する安全性性能の良否は、バッテリーが広く使用可能かどうかを決定する第一条件です。安全性が不十分なバッテリーは市場で受け入れられることはありません。

バッテリーを評価・比較する際には、これらの指標が特定の試験条件下（温度、充放電レート、終止電圧、経時変化状態など）で測定されたものであることを留意することが重要です。こうした試験条件を考慮せずに指標値を分析しても意味がありません。実際の応用において、バッテリーの総合的な性能は、これらの指標間のトレードオフの結果となることが多いです。