充電式バッテリーの劣化の原因は何ですか？これらのバッテリーの寿命を延ばすために何ができますか？

最近の最新の電子機器のほとんどは、電源として充電式バッテリーを使用しています。また、最近のほとんどの最新の充電式バッテリーは、リチウムイオンまたはリチウムポリマーベースです。他のデバイスと同様に、これらの充電式バッテリーは時間の経過とともにエネルギーを充電、保持、放電する能力を失うため、ユーザーはデバイスまたは充電式バッテリーを交換する必要があります。

バッテリーの内部抵抗の上昇が充電式バッテリーの老朽化の主な原因であると理解しています。これは正確ですか？もしそうなら、充電式電池の内部抵抗を下げるか、排除するために何ができるか。

私の理解が不正確な場合、充電式バッテリーの劣化の原因は何ですか？

バッテリーの経年劣化の原因がわかっている場合、電子技術者は充電および放電回路をどのように設計して、充電式バッテリーの寿命を延ばすことができますか？

参照：

1. バッテリー大学
2. バッテリーのすべて、パート1：はじめに
3. バッテリーのすべて、パート2：仕様と用語
4. バッテリーのすべて、パート7：塩化チオニルリチウム

古い充電式電池（ニッケルカドミウム（）やニッケル金属水素化物（NiMH）など）を悩ませていた問題の1つは、メモリー効果でした。メモリー効果は、充電式バッテリーが完全に放電されていないときに発生します。それは、それが持っていると思っているよりも大きな容量を持っていることを「忘れ」ます。したがって、将来的には放電が少なくなります。$\text{NiCad}$$\text{NiMH}$

良い例は、水のボトルです。最初は、水のボトルには一定の水容量があります。1回の使用で、水のボトルのほとんどの水を飲むとしましょう。記憶効果が水のボトルに影響を与えた場合、私は、将来飲まなかった水を保持していたスペースを占める将来の水を飲むことができなくなるでしょう。その余分なスペースは永久に失われます。時間が経つにつれて、これは充電式バッテリーを消耗させる可能性があります。幸いなことに、これは一般におよびNiMH充電式バッテリーにのみ影響し$\text{NiCad}$$\text{NiMH}$ます。

リチウムイオン電池のみに影響を与える効果についてはあまり見つけることができませんでしたが、全体的な要因がたくさんあります。以下に短いリストを示します。

• 化学物質の分解
• 不動態化（リチウムイオン電池に影響します）。電池セル上に不要な化学物質の層が形成される場合です。これは、関連する現象を4258ページで説明しています。

  残念ながら、再充電すると、リチウムは通常の液体有機溶媒で苔状の堆積物と樹状突起を形成する傾向が強くなります（図15Bを参照）。これにより、サイクル寿命が100〜150サイクル（商業用セルに必要な300サイクルよりもかなり低い）に制限され、安全事故のリスクが高まります。

• 機械的ストレスと漏れ。バッテリーはさまざまな方法で損傷し、内部コンポーネントが破損したり、化学物質が漏れたりする可能性があります。これは人間にとって非常に危険です。

最後に、自己放電の現象があります。これは、バッテリーの容量で、バッテリー内の不要な反応が、いわば「食べ尽くす」ことです。このプロセスは、バッテリーのタイプによって異なります。バッテリー大学には、既に見たかもしれないページがあります。温度がこのプロセスをスピードアップできることを繰り返します。恐ろしいことに、リチウムイオン電池は最初の24時間以内に5％も放電し、その後は1か月あたり1〜2％に低下する可能性があります。