iPhoneのリチウムイオンバッテリーとは？仕組み・寿命・劣化する理由を解説

iPhoneを動かすうえで欠かせないのがリチウムイオンバッテリーです。

リチウムイオンバッテリーは小型・軽量でありながら多くの電力を蓄えられ、繰り返し充電できるため、iPhoneをはじめiPad、Apple Watch、MacBook、AirPodsなど多くのApple製品に採用されています。

この記事では、リチウムイオンバッテリーの仕組みやiPhoneに採用される理由、寿命や劣化について分かりやすく解説します。

一次電池と二次電池の違い

電池は大きく「一次電池」と「二次電池」に分けられます。

一次電池とは

一次電池は、基本的に充電して繰り返し使用することを想定していない電池です。

アルカリ乾電池やマンガン乾電池などが代表例で、内部の化学反応によって電気を取り出し、使用できるエネルギーがなくなれば交換します。

二次電池とは

二次電池は、外部から電力を加えることで化学反応を逆方向へ進め、繰り返し充電して使用できる電池です。

代表例にはリチウムイオン電池、ニッケル水素電池、鉛蓄電池などがあります。

iPhoneに搭載されているリチウムイオンバッテリーも二次電池の一種です。

リチウムイオン電池の仕組み

リチウムイオン電池は、主に正極・負極・電解質・セパレーターなどで構成されています。

充放電すると、リチウムイオンが電解質を通って正極と負極の間を移動します。

電子は外部回路を移動し、その流れを電気としてiPhoneが利用します。

元記事では充電と放電の際の移動方向が逆になっていたため、この部分は修正が必要です。

なぜiPhoneにリチウムイオン電池が使われている？

Appleはリチウムイオンバッテリーについて、従来のバッテリー技術と比較して軽量で長持ちし、効率よく充電できることをメリットとして挙げています。

スマートフォンでは限られた本体サイズの中にできるだけ多くの電力を蓄える必要があるため、エネルギー密度の高いリチウムイオン電池は適しています。

また、使い切ってから充電する必要はなく、好きなタイミングで継ぎ足し充電できます。

iPhoneのバッテリーには寿命がある

リチウムイオンバッテリーは繰り返し充電できますが、永久に同じ性能を維持できるわけではありません。

充放電を繰り返すことで化学的な経年劣化が進み、最大容量は徐々に低下します。

Appleによると、理想的な条件では、

するよう設計されています。

実際の劣化速度は、使用方法や充電方法、温度などによって変わります。

なお「1回充電したら1サイクル」ではありません。合計でバッテリー容量100％分を使用すると1サイクルとして計算されます。

リチウムイオンバッテリーで注意したい発熱・膨張

リチウムイオンバッテリーは高性能な一方、高温・強い衝撃・内部損傷などには注意が必要です。

強い衝撃などで内部のセパレーターが損傷すると、内部短絡につながり、発熱や発火につながる可能性があります。

また、劣化したバッテリーが膨張し、iPhoneの画面を押し上げることもあります。

Appleも、iPhoneのリチウムイオンバッテリーは精密部品であり、安全上、適切な知識を持った技術者による修理が重要だと案内しています。

iPhoneのリチウムイオンバッテリーの仕組みを理解して正しく使おう

iPhoneには、小型・軽量でありながら高いエネルギー密度を持つリチウムイオンバッテリーが採用されています。

充電時にはリチウムイオンが正極から負極へ、放電時には負極から正極へ移動することで、繰り返し電気を蓄えたり取り出したりできます。

ただし、充電式バッテリーは消耗品です。

使い続ければ最大容量は徐々に低下するため、電池持ちが明らかに悪くなった場合や膨張などの異常が見られる場合は、バッテリー交換を検討しましょう。