how lithium-ion battery deteriorates

リチウムイオン電池に関しての知識メモ第3弾

まとめ

• リチウム電池は消耗品で、必ず劣化する
• 高温・満充電・衝撃は劣化を早める
• 100％や0％は、電池にとって極端な状態
  • 極端な状態を長く続けるほどダメージが溜まる
• 膨らみは内部異常のサイン
• 見つけたら即使用中止が正解

「充電回数だけが寿命」ではなく、置き方・保ち方も寿命を削る

リチウム電池はなぜ劣化するのか

リチウム電池は、使えば使うほど少しずつ傷んでいく消耗品
これは避けられない

主な理由はこのあたり

• 充電と放電を繰り返すことで内部がすり減る
  • 電池の中では、リチウムイオンが行ったり来たりしている
  • これを繰り返すうちに、内部構造が少しずつ壊れていく
• 高温に弱い
  • 暑い場所に置かれると、劣化スピードが一気に上が
  • 夏の車内放置が危険と言われるのはこれが理由
• 満充電・空っぽ状態を続けると傷みやすい
  • 100％や0％に張り付いた状態は、電池にとって負担が大きい
• 時間が経つだけでも劣化する
  • 使っていなくても、年単位で少しずつ性能は落ちていく

つまり、使い方 + 時間 = 必ず劣化する

なぜ「100％」や「0％」にしたままだと電池に負担がかかるのか

リチウム電池は、ちょうどいい緊張状態で一番安定する
それがだいたい 20〜80％くらい

• 100％のままがよくない理由
  • 満充電は、電池の中のリチウムイオンが「片側」にギュッと偏っている状態
  • この状態が長く続くと、
    • 電極に余計なストレスがかかる
    • 内部で劣化反応が起きやすくなる
    • 電池の表面に不要な膜が増える
  • 簡単に言うと、パンパンに張り詰めた状態で放置される感じ
  • 短時間なら問題ないけど、「常に100％」を繰り返すと、確実に寿命を削る

• 0％のままがよくない理由
  • 逆に0％は、限界までエネルギーを絞り出した状態
  • この状態で放置すると、
    • 電池の制御回路が不安定になる
    • 再充電時に負荷が一気にかかる
    • 深放電ダメージが残る
  • 最悪の場合、充電できなくなることもある
  • 0％は「空っぽ」ではなく、無理やり止めている状態だと思った方がいい

• 使っていなくても劣化するのは、何がどう壊れていくのか
  • 「使ってないのに劣化する」は本当
  • これは内部で静かに進む化学変化が原因
  • 劣化していく主なポイント
    • 電極が少しずつ傷む
      目に見えないレベルで、材料が劣化していく
    • 電池内部の保護膜（SEI膜）が厚くなる
      これは本来必要な膜だが、厚くなりすぎると電気の通り道を邪魔する
    • 電解液が劣化する
      電気を運ぶ役割の液体が、時間とともに性能を落とす
    • 内部抵抗が増える
      電気が流れにくくなり、「減りが早い」「発熱しやすい」状態になる

つまり、使わなくても少しずつ老化していく

リチウム電池はなぜ膨らむのか

電池が膨らむのは、はっきり言って危険信号

原因はだいたい次のどれか

• 内部でガスが発生している
  • 劣化や異常反応でガスが出て、逃げ場がなくなって膨張する
• 過充電・過放電のダメージ
  • 保護回路が弱い、もしくは壊れていると起きやすい
• 高温や強い衝撃
  • 熱や衝撃で内部が傷つくと、化学反応が暴走しやすくなる
• 安価な電池に多い品質ばらつき
  • セルの作りが甘いと、膨張リスクも上がる

膨らんだ電池は、「もう限界です」というサイン

膨らんだらどうするべきか

前回の投稿でも書いたけど

• すぐ使うのをやめる
• 充電しない
• 押したり潰したりしない
• 自治体や回収窓口に相談する

「まだ使えるから」は通用しない
膨らみは事故の一歩手前だから、迅速に対応を

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Lithium-Ion Battery Knowledge Notes #3

Key Points

• Lithium batteries are consumables and always degrade.
• Heat, full charge, and physical impact speed up degradation.
• 100% and 0% are extreme, stressful states for batteries.
• Staying in extreme states causes damage to build up.
• Swelling is a warning sign of internal failure.
• If a battery swells, stop using it immediately.
• Battery life depends not only on charge cycles, but also on storage and handling.

Why Batteries Degrade

Lithium batteries wear out through normal use and over time.

• Charging and discharging slowly damage internal structures
• Heat accelerates chemical breakdown
• Time alone causes gradual aging, even without use

In short: use + time = degradation.

Why 100% and 0% Are Bad

Batteries are most stable around 20–80%.

• 100% keeps the battery under constant stress
• 0% pushes it beyond its safe operating range

Both shorten battery lifespan when maintained for long periods.

Why Batteries Swell

Swelling means something has gone wrong inside.

• Gas buildup from degradation
• Damage from overcharging, deep discharge, heat, or impact
• Lower-quality cells are more prone to it

A swollen battery is a clear danger signal.

What to Do

• Stop using the battery
• Do not charge or crush it
• Dispose of it through proper municipal or recycling channels

Swelling means the battery is near failure and needs immediate attention.