3.6Vまたは3.7Vバッテリーではなく、3.8Vリチウムイオンバッテリーがモバイルデバイスで使用されるのはなぜですか？

スマートフォンやタブレットで使用されているリチウムイオンバッテリーの奇妙な傾向に気づきました。他のタイプのコンシューマーデバイスのほとんどのリチウムイオンバッテリーに典型的な3.6Vまたは3.7Vではなく、3.8Vバッテリーを使用しています。 4.35Vの最大電圧まで充電されました（これはNexus 5XとNexus 9の両方に当てはまります）。少なくとも1つのケース（LG G5バッテリー）では、バッテリーの公称電圧は3.85Vで、4.4Vまで充電されます。

これらの高電圧リチウムイオン電池とは何ですか？電圧が高いほど全体のエネルギーが大きくなることは理解できますが、（18650セルの場合のように）容量を増やすだけでなく、電圧を高くする必要があるのはなぜですか。このタイプのバッテリーを使用することに欠点はありますか？

ここで始まるチャットの議論は、このより高い電圧はLi-polyバッテリーに固有であり、18650のような円筒形セルやコンパクトカメラバッテリーで使用される種類のような角柱形セルには適用されないことを示唆しています。これは確かにそうですか？

— bwDraco
ソース

これを可能にする建設および/または化学のおそらく改善？充電状態の電圧が高くなると、Li-poバッテリーの内部機械力が高くなると思います。

— user2943160 2016

私たちはあなたの質問に正確な答えを提供できるかどうかわかりません。これらの詳細は製造レベルであり、プロセスと材料が改善するにつれて、より高い電圧は自然な副作用です。細部はプロプライエタリで著作権で保護されているので、ウィキペディアでさえ助けを提供することはないでしょう。

— Sparky256 2016

@ Sparky256：基礎となる化学に関する情報を必ずしも探しているわけではありません。私は、モバイルデバイスでこの種の化学物質を好む実際的な理由とそれに伴うトレードオフについての情報を探しています。

— bwDraco

@bwDraco。それは洗練された化学物質であり、新しい化学物質ではありません。または、電圧の変化は10分の1ボルトよりも劇的です。電池メーカーはこれらのプロセスの詳細を保護します。15分の検索では結果が得られなかったため、それらは公開されていません。それは、コンデンサがいかに小さいかを尋ねるようなものですが、より高いか同じ静電容量です。それは、より良い製造プロセスとより純粋な材料についてです。

— Sparky256 2016

電圧をそのままにしておくと、セルを大きく/厚くすることによってのみ容量を増やすことができるのは、物理的なサイズを大きくせずに電圧を上げて全体的な容量を増やすことがわかった化学ブードゥーだと思います。

— Vince Patron、2016

回答:

そこで私はいくつかの調査を行ったところ、モバイルデバイスとホビイスト/ RCアプリケーションの両方で使用されるLiPoセルをより高い電圧で動作させることができるバッテリーテクノロジーに最近の進歩があることがわかりました。具体的には、シリコングラフェン添加剤をアノードで使用して、高電圧での腐食から保護し、4.35Vまたは4.4Vまで充電できるようにします。これにより、エネルギー密度がわずかに高くなりますが、バッテリーをより高い電圧に充電すると、バッテリーの寿命が短くなる可能性があります。

モバイルデバイスの高電力消費は、高エネルギー密度が他のどの特性よりも重要であることを意味します。つまり、耐用年数の短縮は許容できるトレードオフです。一般的な消費者は2年ごとにスマートフォンを交換するため、耐用年数は主要な要件ではありません。

本質的に、より高い電圧は、全体的なエネルギー密度を高めるもう1つの手段です。

— bwDraco
ソース

上記のすべてのコメントの良い要約と良い直感のために+1。

— Sparky256 2016

実際には、彼らはそれらを過充電することによってカンニングをします。それが彼らが早く死ぬ理由です。Li-Ionセルであれば4.4Vでも使用できますが、通常よりも長持ちしません。

— オーバーマインド

@Overmind、いや、彼らは「チート」しません。この答えは、技術の進歩がこれを可能にすることを明確に述べています。最新の4.35-Vセルには、同じかそれ以上の充放電サイクルがあり、研究、特性評価、および製造テストによって保証されています。

— Ale..chenski

はい、彼らはごまかします。それらを4.2にのみ充電すると、バッテリー寿命が大幅に改善されます。私は18650セルを4.35までOCでき、正常に動作しますが、寿命が大幅に短くなります。LG、Samsung、Sony、Sanyo / Panasonicセルで実証済みです。

— オーバーマインド

@Overmind：いいえ。これを可能にする細胞化学には実際の変化があります。通常のセルの場合、4.35Vは定期的に充電するのは安全ではなく、基本的に安全マージンです。新しいセルの場合、4.35V は安全な電圧ですが、その電圧に充電するとセルの劣化が加速されます。それは何よりもセルの通気/火災のリスクの問題です。改善された化学はこのリスクを軽減し、より高い電圧を可能にします。

— bwDraco

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この数3.6-3.7-3.8Vは、放電中のセルの公称電圧です。例：バッテリーは、線形速度で完全な4.2Vから空の3.0Vになり、公称電圧は3.6Vになります。2番目のバッテリーは、4.3Vフルから3.3Vが空になると、公称電圧は3.8Vになります。

デバイスが3ワットの電力を使用している場合、バッテリは4,2Vで714mAを供給する必要がありますが、3.0Vでほとんど空の場合、バッテリは1000mAを供給する必要があります。（例=>）1500mAhのバッテリー容量はより速く空になります。2番目のバッテリーは、4,3Vで697mAを、ほとんど空のときに3,3Vで909mAまで供給します。

3.8V 1500mAhバッテリーは、3.6V 1500mAhバッテリーよりも長く機能します。より安定した放電電圧は、バッテリーの容量が大きいよりも優れています。デバイスにとって最も重要なのはWhレートです。

3.8V x 1800mAh = 6.8Wh

3.6V x 1900mAh = 6.8Wh

1Wを使用するデバイスは、両方のバッテリーで6.8時間動作します

— アンディ
ソース