ノートPCのバッテリーはなぜ劣化する?　パソコンミステリー講座 11

※本記事はWindowsパソコンを前提にしています。

1.　買って3年、バッテリーが2時間しかもたない謎

今回の謎は、いつものようにテルさんが持ち込んでくれました。ノートパソコンを抱えて、少し申し訳なさそうな顔をしています。

1.1　「私の使い方が悪かったの?」という思い込み

まず、この記事でいちばん伝えたい結論を先に置いておきます。バッテリーの劣化は、故障でもハズレ品でも、あなたの落ち度でもありません。今のノートパソコンに使われている電池が、生まれつき背負っている宿命なんです。

それでも、駆動時間が目に見えて減ってくると心がざわつきますよね。ACアダプタをかばんに入れないと外出できない。会議の途中で残量表示が黄色くなり、そっと画面の明るさを落とす。私も昔、出張先の新幹線で残量7%の表示とにらめっこしながら、祈るような気持ちで資料を保存した覚えがあります。

このとき頭に浮かぶ疑念は、だいたい3つに整理できます。「故障したのか」「ハズレ品を掴まされたのか」「自分の使い方が悪かったのか」。実は、答えはどれも違います。ここから消去法で真相に迫っていきましょう。

1.2　この謎、容疑者を消していけば真相が見える

元エンジニアの習性で、私はトラブルを見ると原因を「層」に分けて考えます。バッテリーの持ち時間も、実は1つの原因では決まりません。おおまかに言うと、次の4つの層が積み重なっています。

「最近持ちが悪い」と感じたとき、上の3つ、つまり設定や使い方が原因なら調整で戻せます。ところが一番下の電池セルの劣化だけは、元に戻せません。そして3年使ったパソコンの駆動時間が半分以下になる主犯は、たいていこの層に潜んでいます。

では、電池はなぜ劣化するのか。推理の手順はこうです。まず巷でよく聞く「俗説」を検証し、次に電池の中で起きている仕組みを解き明かし、最後に劣化を早めた容疑者たちを特定する。順番にいきますよ。

2.　第一の手がかり　「使い切ってから充電」は昔の常識だった

謎解きを始めようとしたところで、甥っ子のタケシが横から口を挟んできました。若いのに、なぜか昭和の説を唱えています。

2.1　「電池がバカになる」は本当にあった話

まず申し上げたいのは、タケシの説はデタラメではないということ。かつてニッカド電池やニッケル水素電池が主流だった時代には、「メモリー効果」と呼ばれる現象が実際にありました。中途半端に充電を繰り返すと、電池が容量を少なく「覚えて」しまったように振る舞う現象です。

だからあの頃、「使い切ってから充電しなさい」は正しい作法でした。コードレス電話や充電式のヒゲソリを、律儀に空にしてから充電していた方も多いはずです。あなたの記憶は間違っていません。正解だった時代が、確かにあったんです。

2.2　今のノートPCはリチウムイオン電池。常識が世代交代していた

ところが、です。現在のノートパソコンに載っているのはリチウムイオン電池。メモリー効果は実用上、気にしなくてよい世代の電池です。つまり「ゼロまで使い切ってから充電」という作法は、電池の世代交代とともに役目を終えていました。

それどころか、リチウムイオン電池にとって「ゼロまで使い切る」のは、むしろ負担のかかる使い方とされています。この話は後ほど、容疑者の1人として再登場しますから、覚えておいてくださいね。つぎ足し充電は、今の電池ではまったく問題ありません。

ここで最初の手がかりが手に入りました。私たちの「電池の常識」は一世代前で止まっていた。ならば、今の電池の中で何が起きているのかを知らないと、この謎は解けません。いよいよ電池の内部に踏み込みます。

3.　第二の手がかり　リチウムイオン電池は「伸び縮みするスポンジ」だった

ここが今回の謎解きの心臓部です。専門用語はできるだけ使わず、台所にあるもので説明しますから、安心してついてきてください。

3.1　充電と放電のたびに、電池の中では「引っ越し」が起きている

リチウムイオン電池の中には、2つの「マンション」が向かい合って建っています。プラス極とマイナス極という名のマンションです。そしてリチウムイオンという小さな住人たちが、充電のたびに一方へ、放電のたびにもう一方へ、大群で引っ越しを繰り返しています。

この引っ越しそのものが、電気を蓄えたり取り出したりする仕組みの正体です。問題は、住人が出入りするたびにマンションの建物、つまり電極の材料がわずかに膨らんだり縮んだりすること。目には見えない、ほんのわずかな伸び縮みです。

3.2　壊れたのではなく「疲れて」いた　スポンジの比喩

台所のスポンジを思い浮かべてください。毎日ぎゅっと絞って、手を離すと戻る。買ったばかりの頃は勢いよく膨らみますが、半年も使うと、絞りジワがついたまま戻りが悪くなってきますよね。電極で起きているのは、まさにあれです。

充電と放電のたびに伸び縮みを繰り返すうちに、電極の材料は少しずつくたびれ、住人（イオン）の中には引っ越しに参加できなくなるものも出てきます。働けるイオンが減れば、蓄えられる電気も減る。これが「劣化」の正体です。どこかが壊れたのではなく、毎日きちんと働いた結果、疲れてきた。そう捉えるのが実態に近いんですよ。

3.3　寿命の物差し「充放電サイクル」をざっくり知る

スポンジの疲れ具合に「絞った回数」という物差しがあるように、電池の疲れ具合には「充放電サイクル」という物差しがあります。空の状態からフル充電までの充放電を合計して1回、と数える単位です。50%充電を2回行えば、およそ1サイクルと数えます。

一般に、リチウムイオン電池は数百回のサイクルを重ねると、蓄えられる容量が徐々に減っていくとされています。毎日充電する使い方なら、2〜3年で数百回に届く計算です。「買って3年で持ちが悪くなった」というテルさんの体感は、電池の設計から見れば、実はごく自然な経過なんですね。

4.　劣化を早める容疑者は3人いた　熱・満充電・空っぽ放置

さて、劣化が「化学的な宿命」だと分かりました。ですが事件はここで終わりません。同じ3年でも、劣化がゆっくりな電池と、急ぎ足で老いる電池がある。劣化を加速させる容疑者が3人いるからです。順に取り調べていきましょう。

4.1　容疑者その1　「熱」　化学変化はぬくもりで加速する

第一の容疑者は「熱」です。電池の劣化は化学変化ですから、温度が高いほど反応が速く進みます。料理でいえば、冷蔵庫の中では日持ちする食材が、夏場の常温ではあっという間に傷むのと同じ理屈です。富士通のFMVサポートの解説でも、高温環境がバッテリー劣化を早める要因として挙げられています。

厄介なのは、この容疑者が日常に紛れ込んでいることです。冬にお布団や膝掛けの上でパソコンを使うと、底面の排気口がふさがれて熱がこもります。夏の車内に置きっぱなし、直射日光の当たる窓際での充電も同様です。ノートパソコンは薄い筐体に部品が詰まっているので、もともと熱がこもりやすい宿命を抱えているんですよ。

4.2　容疑者その2　「満充電のまま」　100%は電池にとって満腹状態

第二の容疑者は「満充電での放置」です。100%まで充電された電池は、内部の電圧が高い状態、いわば満腹のままじっとしている状態です。この状態が長く続くと、電極まわりの化学変化が進みやすく、劣化を早めるとされています。

「え、私、いつも挿しっぱなしだわ」と青ざめた方、ご安心ください。今のパソコンには充電制御の仕組みがあり、満充電後も電流を流し続けるような乱暴なことはしていません。危険というより、じわじわと老化が進みやすい環境だと捉えてください。ご飯を満腹まで食べて毎日ごろ寝しても、すぐ病気にはなりませんが、体には良くない。そんなイメージです。

4.3　容疑者その3　「空っぽで長期放置」　過放電という見えない犯行

第三の容疑者は、正反対の顔をしています。「空っぽのまま長く放置する」こと、いわゆる過放電です。電池は使わなくても少しずつ自然に電気が抜けていくため、残量ゼロ付近で数ヶ月放置すると、電圧が下がりすぎて電極の材料が傷み、回復できない損傷につながることがあります。

ここで第2章の伏線を回収しましょう。タケシの言った「ゼロまで使い切ってから充電」が今の電池に向かない理由が、これです。リチウムイオン電池は、空っぽが大の苦手。使い切る作法は、ニッカド時代の常識であるだけでなく、現代の電池にはむしろ逆効果だったわけです。

5.　真相　バッテリーは使わなくても老いていた

3人の容疑者を特定して一件落着、と言いたいところですが、この事件にはもうひとつの真実が残っています。取り調べの最後に明かされる、少し切ない真相です。

5.1　第四の真実「カレンダー劣化」　時間そのものも犯人だった

「ほとんど使っていないのに、久しぶりに開いたら電池が弱っていた」という経験はありませんか。実はリチウムイオン電池は、使っていなくても劣化が進みます。「カレンダー劣化」と呼ばれる現象で、電池の中の化学変化は、充放電と関係なく時間とともに静かに進行するんです。

つまり犯人は「使い方」ではなく、突き詰めれば「化学」と「時間」。私たちにできるのは劣化を止めることではなく、進み方を緩やかにすることだけです。なんだか人間の老いと似ていて、私はこの仕組みを知ったとき、電池に妙な親近感を覚えましたね。

5.2　メーカーは手抜きをしていない　容量・重さ・価格・寿命のトレードオフ

「消耗前提の電池を載せるなんて、メーカーの手抜きでは?」と思った方に、開発現場に40年いた者として、これだけはお伝えしたいんです。設計とは、何かを取って何かを諦める仕事です。もっと長寿命の電池も作れますが、その分重くなるか、容量が減るか、値段が上がります。

「軽くて、長時間動いて、手の届く価格で、そこそこ長持ち」という絶妙なバランスの上に、今のノートパソコンは成り立っています。100%まで充電できる利便性と電池の寿命もトレードオフの関係にあり、メーカーはその釣り合いを慎重に選んでいます。手抜きではなく、合理的な設計。取り調べの結果、メーカーは無罪です。

6.　わが家のバッテリーを健康診断する　バッテリーレポートの見方

真相が分かったら、次は自分のパソコンの「診断」です。実はWindowsには、バッテリーの健康状態を数値で見られる機能が標準で備わっています。病院でいう血液検査のようなもので、費用はゼロ、所要時間は3分です。

6.1　3分でできる　powercfg /batteryreport の手順

手順は次の3つだけです。デル社の公式サポートページでも案内されている、Windows標準の方法ですよ。

6.2　見るのは2行だけ　設計容量と現在の満充電容量

英語のレポートに面食らうかもしれませんが、健康診断で見るのは「Installed batteries」欄のたった2行です。ここだけ読めれば、あとは読み飛ばして構いません。

項目	意味
DESIGN CAPACITY	設計容量。生まれたときに蓄えられた電気の量
FULL CHARGE CAPACITY	現在の満充電容量。いま100%まで充電したときに実際に蓄えられる量

たとえば設計容量が50,000mWhで、現在の満充電容量が35,000mWhなら、35,000÷50,000で元気だった頃の70%まで容量が減った計算です。※この数値はあくまで一例です。機種や使用環境によって減り方は大きく異なります。

「100%と表示されているのに2時間しかもたない」という謎も、これで解けますね。画面の100%は「今の実力に対しての満タン」であって、新品時の満タンではない。コップ自体が小さくなっていた、というわけです。

6.3　交換か、買い替えか、まだ使えるか　判断の目安

診断結果が出たら、次の相場観で判断してみてください。あくまで目安であり、最後はご自身の使い方との相談です。

最近のノートパソコンはバッテリー内蔵型が主流で、ユーザーが自分で交換できない機種がほとんどです。交換はメーカーや購入店への依頼が基本で、費用は機種により幅があります。修理費用と本体の年式を天秤にかけて、買い替えという選択肢も含めて検討するのが現実的ですね。

ひとつだけ、笑い話にできない注意です。バッテリーが膨らんでキーボードやパネルが浮いてきた、異常に熱い、といった症状が出たら、劣化とは別次元の危険信号です。使用を中止して、メーカーや購入店に相談してください。ご自身での分解や交換は絶対に避けましょう。

7.　対策の選び方　充電上限・熱対策・保管のコツ

ここまでで、容疑者は「熱」「満充電の維持」「空っぽ放置」、そして黒幕は「時間」だと分かりました。となれば対策は明快です。容疑者ごとに、自分の使い方に合った手を打つ。全部やる必要はありませんよ。

容疑者	対策	向いている人
満充電の維持	充電上限（80%前後）の設定	ほぼ据え置きで使う人
熱	排気口をふさがない・高温を避ける	すべての人
空っぽ放置	50%前後で保管・ときどき充電	しばらく使わない人

7.1　ほぼ据え置きで使う人へ　充電上限（80%前後）の設定

家の中で電源に挿しっぱなし、という方に一番効くのがこれです。充電を80%前後で止める設定にすれば、「満腹のまま」の時間を減らせて、劣化を緩やかにできるとされています。そのぶん外出時の駆動時間は短くなるので、まさにトレードオフの選択ですね。

注意点がひとつ。Windowsの設定画面に全機種共通の「80%制限」ボタンがあるわけではなく、設定方法はメーカーごとに異なります。多くのメーカーが専用ソフトや機能を用意していて、たとえばdynabookにはバッテリー充電モード、富士通にはバッテリーユーティリティ、NECやLenovoにはバッテリー保護系の設定、Surfaceには使い方を学習するスマート充電があります。

「お使いの機種名＋充電モード」や「メーカー名＋バッテリー 80%」で検索すると、公式の手順ページが見つかるはずです。見つからない機種もありますので、その場合は無理をせず、次の熱対策を優先してください。

7.2　どこでも使う人へ　「熱」から電池を守る習慣

道具もお金も要らないのに効果が見込めるのが熱対策です。ポイントは「こもらせない・浴びせない」の2つ。今日から次の習慣を意識してみてください。

冬場、膝の上のパソコンがほんのり温かくて気持ちいい。あれは実は、電池が悲鳴を上げている温度でもあります。湯たんぽ代わりは、どうかご勘弁を（笑）。

7.3　しばらく使わない人へ　保管は「半分くらい」で涼しい場所に

数ヶ月単位で使わないパソコンは、残量50%前後まで充電してから、涼しい場所で保管するのが良いとされています。満腹でも空っぽでもない「腹五分目」が、電池のいちばん楽な姿勢だからです。

そして数ヶ月に一度は電源を入れて、残量を確認してあげてください。自然放電で空っぽに近づいていたら、また半分ほど充電しておく。押し入れの奥のパソコンにも、たまの「安否確認」を。それだけで過放電という第三の容疑者から守れます。

8.　よくある質問（FAQ）

充電しっぱなしで一晩寝ても大丈夫ですか?

今のパソコンには充電制御があり、満充電後に電流を流し続けることはないため、一晩程度で危険が生じる心配はまずありません。ただし満充電の維持は劣化をじわじわ早める要因とされるので、据え置き中心なら充電上限（80%前後）の設定がおすすめですよ。

ノートパソコンのバッテリーは何年くらいもちますか?

年数ではなく「充放電サイクル数」と使用環境で決まります。一般に数百回のサイクルで容量低下が目立つとされ、毎日充電する使い方なら2〜4年で体感できる劣化が現れることが多いようです。熱を避け、満充電・空っぽの時間を減らすと、進み方を緩やかにできる可能性があります。

安い互換バッテリーに自分で交換してもいいですか?

おすすめしません。リチウムイオン電池は取り扱いを誤ると発熱・発火の危険がある部品で、最近の機種は内蔵型で分解自体にリスクがあります。交換はメーカーや購入店に相談し、純正品または正規の修理サービスを利用してください。

劣化が進んだバッテリーは、外して電源だけで使えばいいのでは?

最近の機種は内蔵型が主流で、そもそも外せないものがほとんどです。またバッテリーには、停電や電源コードが抜けたときにパソコンを守る「予備電源」の役割もあります。劣化していても、載せたまま使うのが基本と考えてください。

バッテリーレポートの容量が、前回より増えていました。直ったのでしょうか?

残念ながら、劣化が治ったわけではありません。満充電容量の値は測定のたびに多少揺らぐもので、充電の状態や温度によって数%程度上下することがあります。1回の数値に一喜一憂せず、数ヶ月おきの傾向で見るのがコツです。

電源に挿しっぱなしとバッテリー駆動、どちらで使うのが電池にいいのですか?

良い質問ですね。実はこれ、「充電しながら使うのはバッテリーに悪いのか」という奥の深い謎につながっていて、熱と充電制御の両方が絡んできます。次回のパソコンミステリー講座で、この謎を正面から取り上げる予定です。

9.　まとめ　犯人は「化学変化」、そして事件は続く

今回の事件簿を整理しましょう。3年前は1日もったバッテリーが2時間になった謎、その真相はこうでした。

さて、今回の取り調べで、ひとつ気になる証言が残りました。「じゃあ、充電ケーブルを挿したままパソコンを使うのは、結局いいの?悪いの?」という疑問です。次回のパソコンミステリー講座では、この「充電しながら使う」のはバッテリーに悪いのか?という謎に挑みます。どうぞお楽しみに。