バッテリーが寒さに弱いのはなぜなのか

ハンク・グリーン氏:バッテリーというものは、寒くなると、調子が悪くなるものです。気温の低い所にいるあなたならお分かりなのではないでしょうか。車のエンジンがかかりにくかったり、また、凍える寒さの駅構内で携帯のバッテリーの減りの激しさが実感できるでしょうから。

しかしながら、これはバッテリーに原因があるというわけではありません。バッテリーが技術的に問題があるのではなく、化学的な問題で、問題解決は容易ではないのです。

電池は、何かに繋がれている時にワイヤー内で電子の移動を行うものだとされていますが、単に負電荷を持つ電子が入っている巨大なバケツに過ぎない、というわけではないのです。

もともとは中性原子、もしくは分子だったものが、電池内の化学反応によって放出されるのですが、その結果、電子がワイヤーを通過し、電池の反対側に存在する正電気と出会います。その働きにより作り出された電流があなたの持っている物の糧となるのです。

電池の種類によって化学反応は違うものの、電池における働きはおおむねこの通りです。

そして、周りの熱さにもよります。気温というものは熱量の尺度です。分子レベルでは、熱量は多くの動きを表していて、粒子がそこら中をせわしなく動いている状態なのです。

気温が高いということは、分子の動きが活発であることを表していますので、より多くの微粒子が互いにぶつかり合いながら化学反応を頻発させていることになるのです。

冷えたスマホのバッテリー表示は嘘をついている

なので、気温が低くなってくると、化学反応は衰えるとされているのですが、それはそれぞれです。冬でも大丈夫な電池が存在する理由がそこにあります。すべての電池がみな同じ材料から成るのではないのです。

慣れ親しんだアルカリ電池を例にとってみると、非充電式の単三、単四電池などには水溶液と水酸化カリウムが含まれています。水溶液は気温がとても低いと凍りますが、凍ってしまう前に化学的な力を失ってしまいます。なので、猛吹雪の中でテレビのリモコンを使うのは止めておいてください! ご忠告申し上げます。

では、あなたの携帯に使われているようなリチウムイオン電池はどうでしょうか。アルカリ電池に比べると、寒さに強い気がしますし、寿命もあり、電気自動車の冷たくなってしまうであろう場所にも搭載されていたりもします。

寒い時期に見られる携帯の充電池の状態は、いわば、電池が電話に「寿命が来た」と騙している状態なのだと言えます。

充電されてはいるものの、冷えてしまっている電池と寿命を迎えてしまった電池との違いは、充電されている電池には、理論上、電話を動かす電子を生み出す力がまだある、という点にあります。とは言え、気温が下がって来ると、電子が自力でそのことに対応しようとして電子を放出してしまいがちになってしまうのです。

あなたの電話には体温計はついていませんので、寒さの度合いは感知されません。そのため、そのような状態になってしまった時には、何もできないかのようなフリをしてしまうのです。それが電池がおじゃんになってしまう時の状態なのです。

なので、とても寒い時に携帯の充電が少ないことに気付いたら、温めれば良いのです。そうすれば電子の動きは再び活発になり、携帯自身がまだ力が残されていることに気付いてくれるでしょうから。

もう1つの広く知られている電池は車で使われている鉛酸蓄電池でしょう。寒さはこの電池の働きも鈍くします。しかも、エンジンのオイルやその他の成分が車を動かせるようにする働きも担っているため、どちらも困ったことになりますよね。特に寒い日の朝には車が発進できないなんて事態を招いてしまうのですから。

と言うわけで、この冬は電池に優しくしてあげてください。あなたの携帯が目の前でこと切れたら、小さなアヒルの赤ちゃんのように、あなたの体に優しく抱き寄せてあげてください。