自動車に詳しい方に…バッテリー上がり・しくみ・寿命

Question

自動車に詳しい方、バッテリーのことを教えてください。

携帯電話やパソコンのバッテリーは
最後まで使い切ってから充電した方が長持ちすると言いますよね。

しかし、自動車のバッテリーは
最後まで使い切る（バッテリー上がりにして空っぽにしてしまう）と、
寿命が極端に短くなると聞きました。
身近な家電品と逆ですが、これは、どういうしくみなのですか？

私は自動車のメカニズムの知識がないので、難しい単語はわかりません。
優しい単語で、教えてください。よろしくお願いします

LB05 · Accepted Answer

・・・なるほど。その疑問、ごもっともです。

>身近な家電品と逆ですが、これは、どういうしくみなのですか？

自動車のバッテリは鉛蓄電池というヤツで、2枚の鉛板が向い合せで電解液（希硫酸)に漬かっています。（これが1組で2Vの電圧を持ち、乗用車用12Vは6組入っています。）

※正極（陽極）は二酸化鉛、負極（陰極）は海綿状鉛で、格子体（昔はアンチモンだったけど今は何でしょう？）が担体となってこれらの鉛を保持している構造です。

※電解液中の硫酸イオンの移動により充電～放電が行われますが、これは御質問とは関係がないのでハショります。
　この話では、『陽極と陰極でイオンのやり取りがある』・・・つまりどちらも電気が通電する状態である、っという事だけ覚えておいてください。

※で、鉛電池の劣化ですが。
　放電が深くなると陰極側に硫酸鉛の固い結晶が析出しますが、放電し過ぎるとこの結晶が堆積します。
　硫酸鉛は絶縁体で電気を通し難く、また陰極の格子を埋めて表面積を減少させます。
　更にこの結晶は溶解度が極めて低く、一度堆積すると充放電可能な状態に戻すことが困難となります。
　その結果、鉛電池は充電出来ずに『死んで』しまいます。
　尚、この現象はサルフェーション（白色硫酸鉛化）と言います。

※一方、家電のバッテリは。
　現在一番多いのはニッケルを使ったモノですが、コイツにはメモリエフェクトという現象があります。
　これはどういう現象か？っというと・・・・ある程度放電してそこから充電すると、残っていた電力の大きさがゼロとなり、そこから満充電までしか電力を取り出せなくなる現象です。
　つまり中途まで使って充電→また中途まで使って充電・・・を繰り返すと、ゼロの位置が満充電の位置に近付いて行き、取り出せる電力が段々減ってしまいます。
　故に家電のバッテリは、『完全放電してから充電』が推奨されているワケです。

※ちなみに。
　現在ケータイなどで主流のリチウムイオン電池は・・・満充電で放置すると負極側で金属リチウムが析出して急激に劣化し、また過放電すると正極のコバルトが溶出したり、負極の集電体の銅が溶出して死んでしまいます。
　要するにコチラは、満充電もヤバいし過放電もヤバイという、適当に電気を使って適当に充電する『テキトーサイクル』で使用する必要があるということです。
　コイツはバッテリが劣化するだけでなく、ヘタをすると爆発・炎上するので、『テキトーサイクル』を厳密に守らなければなりません。

GreenLink · Answer

携帯電話などのバッテリーはリチウムイオン電池、リチウムポリマー電池といわれ、連続で充電し続けると(トリクル充電)、メモリー効果が発生して寿命が減ってしまいます。
一方車やバイク、無停電電源装置に使われるバッテリーは、鉛蓄電池と呼ばれ硫酸と鉛を使っています。
何度も充電と放電を繰り返すと、サルフェーションといって鉛の板が不可逆的に変質してしまい、充電容量が減少してしまいます。

最近のエコカーは充電制御車で、バッテリーが満タンでアクセルを踏んでいる時には充電させず、バッテリーが減っていたりアクセルを離している時にしか充電をしない様になっています。
オルタネータを回す頻度を減らし、エンジンの負荷を減らして燃費を下げるためですね。
また更に、アイドルングストップ車の場合だとエンジン停止中は全く充電されずにバッテリーの電気を使うばかりになる為、更に充電と放電が繰り返されます。

これらの車には充電受け入れ性が高く、サルフェーションが起きにくい、特別に改良されたバッテリーを使用したり、一部の車ではリチウムイオン電池を併用して放電中に補機の電流を補ったりします。
これらには従来のバッテリーだと直ぐに弱ってしまうので使えないのです(メーカーは保証対象外としています)。

tzd78886 · Answer

メモリー効果と言います。以下参照。

https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%A1%E3%83%A2%E3%83%AA%E3%83%BC%E5%8A%B9%E6%9E%9C

WhatisLOVE · Answer

雑な知識で申し訳ないのですが。

自動車のバッテリーは硫酸と銅の化学反応ではなかったですかね。

エンジンと連動して使っているときは問題ないのですが、バッテリー単独で使っていると化学反応が悪くなって、反応しなくなってしまうとか。

なので他の車と繋いでバッテリーに刺激を与えると動くようになります。

と、いうのを中学の科学でやった記憶があります。
化学反応が悪くなるのは、銅に気泡が付くからだったと思います。

実際はそんな単純な仕組みではないかもしれません。

自動車に詳しい方に…バッテリー上がり・しくみ・寿命

・・・なるほど。

携帯電話などのバッテリーはリチウムイオン電池、リチウムポリマー電池といわれ、連続で充電し続けると(トリクル充電)、メモリー効果が発生して寿命が減ってしまいます。

メモリー効果と言います。

雑な知識で申し訳ないのですが。

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