ナトリウム硫黄電池

メモリー効果とは?メモリー効果と作動電圧

 

こちらのページでは、

 

・メモリー効果とは何か?メモリー効果と容量、作動電圧の関係
・メモリー効果が起こりやすい電池
・メモリー効果が起こる原因
・メモリー効果が起きた時の対処方法

 

について解説しています。

 

 

メモリー効果とは何か?メモリー効果と容量、作動電圧の関係

メモリー効果とは、特定の二次電池、つまり繰り返し充放電できる電池において、
浅い充放電を繰り返すと電池使用時の容量や特定の領域の作動電圧が低下する現象のことを
指します。
(※浅い充放電とは、充放電の範囲(DOD)が狭い領域で充放電を行うことを指します。)

 

例えば、ある二次電池を満充電(SOC100%)から30%分だけ使用し、充電し、
また30%分使用し、、、と繰り返したとします。

 

すると、下図のように途中まで放電したところ、上記の例ではSOC30%付近のところで
作動電圧が大きく下がる現象が起き、この現象のことをメモリー効果と呼びます。

 

また、メモリー効果が表れるとメモリー効果が現れた以降の作動電圧が下がるため、
結果として放電終止電圧に早く当たり、容量が小さくなります。
(※放電終止電圧は各電池や電極に使用する材料の種類等で異なります)。

 

電池により低下する作動電圧は変化しますので、メモリー効果が現れた部分で
既に放電終止電圧に達成してしまうと、大きな容量低下につながる場合もあります。

 

 

 

 

メモリー効果が起こりやすい電池

メモリー効果は充放電を繰り返した際に現れる現象のため、
一次電池や燃料電池では起こらず、二次電池で起こります。

 

特に二次電池の中でも、ニッケル−カドミウム電池、ついでニッケル−水素電池
において起こりやすいと考えられています。

 

鉛蓄電池やリチウムイオン電池ではほとんど起こらないと考えられています。
(ただし、リチウムイオン電池においても僅かですが、メモリー効果が起こる可能性があることが
 示唆されている論文も存在します)。

 

 

メモリー効果が起こる原因

最もメモリー効果による影響が大きいと考えられているニッケル−カドミウム電池における
メモリー効果の原因について、下記に解説します。

 

主な原因として以下が挙げられます。

 

@ニッケルカドミウム電池の正極活物質にはNiOOHを使用するのですが
通常抵抗の低いβ型−NiOOHの中に浅い充放電により、
抵抗が高く作動電位が低いγ−NiOOHや他にも放電不能な何かしらの活物質が生成され、
電池の内部抵抗が上昇、電池としての作動電圧が低下するとされています。

 

(※電池の電圧と正極、負極の電位の関係についてはこちらで解説しています)。

 

A電池構成物質のCd(カドミウム)とNi(ニッケル)が合金化し、Ni5Cd21が生成され、
 電池の内部抵抗が上昇することで、作動電圧が低下すること。

 

 

メモリー効果が起きた時の対処方法

それでは、メモリー効果が起きてしまった時はどのように対処すればよいのでしょうか?

 

ズバリ対処方法としましては、完全に放電しきる(低速で放電する、一時的に放電終止電圧を下げる等)
ことで回復する場合が多いです。

 

製品付属の充電器にオートディスチャージ(リフレッシュ)機能が付いているものもあり、
この機能の作動により完全に放電でき、回復させることができる製品もあります。

 

また、システムによりメモリー効果が起きた場合の急激な電圧低下への対応策を
取っている製品も少なくありません。
(例えば、急激な電圧低下で放電終止電圧にあたったとしてもシステムでそれを
 メモリー効果と判断して放電を停止させない機能を持たせること等

 

上述のように現在の製品では、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル−水素電池等のメモリー効果が
現れやすい製品では、きちんと対策が取られている製品が多く、そこまでこのメモリー効果の
心配をする必要はありません。

 

もし、メモリー効果が原因で電池が機能しなくなったと考えられる場合は
本ページを参考にし電池を回復させてみてください。

 

(※もちろん充放電する装置を持っていなかったり、製品の取扱い説明書に動かなくなった場合は
 触らず、購入メーカーに返送ください等の記載がありましたら、そちらを優先して守ってくださいね!)

 

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