バッテリー容量に関係する要因は？

寒い冬に、屋外で携帯電話を使うと、夏よりもバッテリーの減りが速いことに気づきます。急速充電バッテリーは普通充電のバッテリーよりも減りが速いです。では、バッテリー容量に関係する要因にはどのようなものがあるのでしょうか？

1. 温度

温度はバッテリー容量に大きな影響を与えます。温度が上昇すると、バッテリーの容量が増加します。まず、温度上昇によりバッテリー内部の化学反応が促進され、 リチウムイオン がより速く移動するため、利用可能な容量が増加します。

次に、低温条件下では電解液が粘性となり、リチウムイオンの導電性が低下し、オーム分極、濃度分極、電気化学的分極がすべて悪化し、リチウムイオンの挿入が妨げられます。

さらに、正極および負極材料の格子は低温で収縮し、リチウムイオンの挿入および脱挿入のためのチャネルが狭くなり、反応を完了するためにより多くのエネルギーを必要とし、電気化学的分極を引き起こします。低温は、氷の上を走る車輪がスリップするように、電極表面での電荷移動速度を遅くし、イオンが界面に蓄積して濃度分極を形成します。

2. 放電レート

バッテリーの放電レートが低下すると、バッテリー容量も増加します。

低放電レート（例：0.2C）では、リチウムイオンが正極および負極材料から脱挿する時間が多くなり、分極損失を減少させます。しかし、高放電レート（例：1C）では、リチウムイオンが移動しすぎて、一部の活性物質が迅速に反応できず、容量利用率の低下を招きます。

低放電レートは、チューブの歯磨き粉がほぼ空になるまで強く絞るのではなく、ゆっくりと絞ることで、まだしばらく使用できる状態に似ています。

3. 充電レート

低レートでの充電は、バッテリー内部の分極効果を抑える効果があります。充電電流が低いほど、リチウムイオンが電極材料内に十分に拡散し、エネルギー損失を最小限に抑えることができます。簡単に言うと、ゆっくり充電することでバッテリーを満充電にでき、より多くの電力を放出できるようになります。