iPod LOVE  バッテリー・電源

iPhoneに搭載されるUSB-Cポートについて、MFi認定されたUSB-Cケーブルでないと急速充電が使えない制限があると噂されている件で、欧州委員会がAppleに対して「充電ケーブルの制限」についての警告を行ったと伝えられています。

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リチウムイオンの次のバッテリーはどうなる？

リチウムイオン電池は、かなり昔からノートPCや携帯電話に搭載されてきました。今やかなり身近な存在となり、身の回りを見渡してもリチウムイオン電池を内蔵している製品に囲まれていることがわかります。リチウムイオン電池は便利な反面、爆発や発火といった心配事があるので、もっと安全性の高い次世代バッテリーにさっさと置き換わってくれないかなと思っている人も多いのではないでしょうか。

そんな次世代バッテリーの開発競争においては中国が先行していて、関連特許の半数以上を中国が保有している状況にあると日経新聞が報じています。

EVも中国メーカーが台頭してきていますし、そんなに意外性はありませんが、開発されているバッテリーがどんなものなのかは気になりますね。

中国が力を入れて開発しているポスト・リチウムイオン電池の候補には、2種類の規格があります。

ナトリウムイオン電池

中国が特に注力しているのがナトリウムイオン電池。

レアメタルの使用量が少なくて材料費が低コストなので、脱炭素に向けた社会でも受け入れられやすいとされ、リチウムイオンの次の電池として有力視されています。実は、リチウムイオン電池より前から開発されている技術だそうです。

ただし、エネルギー密度が低いため同じ面積でもバッテリー容量はリチウムイオン電池よりも少なくなるので、同じバッテリー容量にするには多くの面積が必要で、小型・軽量化を求めるモバイル用途にはそこまで適していません。

また、安全性の面では発火の危険性があります。

中国では、年内にナトリウムイオン電池の量産を開始して、EVに搭載するという計画があるようです。

亜鉛イオン電池

比較的低コストで製造が可能で、電解液には水溶性の液体を使用するため可燃性のリチウムイオン電池より発火の危険性が低くて安全。また、回路が簡単なので同容量のリチウムイオンよりも小型化が可能です。

これだけで十分なメリットがあるように見えますが、充放電サイクル寿命が短い、高温下では水素ガスの発生や電極の腐食リスクがあるといったデメリットもあり、実用化するにはそれらのデメリットを抑制する技術力が求められます。

ナトリウムイオン電池よりも良さげですが、こちらの二次電池についても中国の保有している特許数は世界首位となります。

フッ化物イオン電池

日本では、次世代バッテリーとしてフッ化物イオン電池の特許数が首位となっています。EV向けとして開発されていて、ポスト リチウムイオン電池の最有力候補となっている二次電池です。

リチウムイオン電池の約10倍のエネルギー密度を持ちながら、高温に強く、300℃以上の高温でも動作可能。熱暴走や発火のリスクが低く、リチウムなどレアメタルを使わないので資源の枯渇に影響されないというメリットがあります。

デメリットは、低温に弱いことと高コストであること。

メリットにある高温に強いというのは、言い換えれば高温でしかパフォーマンスを発揮しないという特性になります。EV用のバッテリーとしては、かなり致命的なデメリットです。そのため、室温や気温でもパフォーマンスを発揮できるようにならないと実用化は難しいとされていて、実際の製品に搭載されるのは2030年以降になるとみられています。

次世代バッテリーはEVが牽引しそう

リチウムイオンバッテリーは携帯電話が広く普及させましたが、次世代バッテリー開発競争はEVが牽引してくことになりそうです。中国と日本では全く違うバッテリーを推しているので、結果はどうなるかちょっと楽しみでもあります。

• 中国：「ナトリウムイオン電池」と「亜鉛イオン電池」推し
• 日本：「フッ化物イオン電池」推し

モバイルデバイス向けに、発火の心配がなく安全で小型・軽量かつエネルギー密度高いという都合のいいバッテリーが開発されるといいですが、見た感じはどれもデメリットがあって一長一短。まだしばらくは、リチウムイオン電池と付き合っていくことになりそうですね。

•  Source 日本経済新聞

• 参考電池のしくみ - パナソニック エナジー株式会社

ところで、MacBookって充電ケーブルを接続したまま使ってもイイの？

一般的には、バッテリーを充電したままデバイスを使うと、バッテリーの劣化を早めるので良くないとされています。しかし、iPhoneやiPadとは違い、MacBookは充電ケーブルを接続した状態でないと長時間の使用や高負荷な処理は行えません。

じゃあ、一体どうすればいいのか？

妙なジレンマに頭を悩ませることになります。

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今回は、モバイルバッテリーの保管方法について触れてみたいと思います。

今はスマートフォンをはじめ、多くのデバイスに内蔵されているリチウムバッテリーは、強い衝撃を与えたり水に濡れたり、経年劣化でガスが充満すると異常発熱したり最悪の場合は発火することで知られています。特にモバイルバッテリーは、バッテリー容量が大きいので取り扱いには注意が必要です。

「それは分かっているけど、どうすればいいの？」

何かあった時に危険なのは分かっているけど、どう保管すればいいのかという方法が語られることは稀で、危険であることばかりがセンセーショナルに伝えられている状況なので、モバイルバッテリーを引き出しやバッグの中にそのまま保管している人も多いと思います。自分もその中のひとりでしたが、長期で家を開ける時はさすがに火事が心配だったので、缶に入れて保管することにしました。

単なるおかきの缶です。

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新たなワイヤレス給電規格として、Qi2（チー2）が発表されました。

Qi2は、AppleのMagSafe技術を基礎にして開発されたもので、Qi2の開発にはAppleの技術者も関わっています。つまり、Apple主導で開発されたワイヤレス給電規格ということになります。

そのため、将来登場するiPhoneやApple WatchといったApple製品にもQi2規格がそのまま採用される可能性が高く、Androidスマホなどとのワイヤレス充電器の共通化も期待されます。

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