iPhoneはリチウムイオンバッテリーを使用しており、時間の経過とともに劣化しますが、新しいデバイスであればバッテリーの状態を心配する必要はほとんどありません。iPhoneのバッテリーについて知っておくべきことをご紹介します。
バッテリーはiPhoneに電力を供給する謎めいたブラックボックスではありません。実際には、バッテリーが駆動する高度なシリコンと比較すると、非常にシンプルな製品です。バッテリーの物理的性質上、最終的には消耗し、時間の経過とともに性能が低下しますが、デバイスの所有者は心配する必要はありません。
バッテリーの科学的な仕組みを少しでも理解すれば、デバイスの寿命を賢く管理する上で大きな助けになります。iPhoneをめぐる計画的陳腐化や予想されるアップグレードサイクルに関する論争は、少しの知識があれば誇張だと簡単に片付けられます。
リチウムイオン電池の基礎
バッテリーは、一般的に可燃性の電解質によって分離された陽極（+）と陰極（-）で構成されています。デバイスがバッテリーから電力を引き出すと、充電されたリチウムイオンが電解質を通って陽極から陰極に移動し、電子を放出します。
解放された電子はデバイスに電力を供給し、カソードに戻って完全な電気回路を形成します。デバイスを充電する場合は逆のことが起こり、電子はアノードからカソードへと移動します。
技術的な話はさておき、これら2つの化学反応は不完全であり、バッテリーの熱損失と摩耗を引き起こします。リチウム材料は徐々に消耗し、酸化によって使用可能な表面積が減少し、電池極板からフィラメントが発生します。これらすべてがセルの劣化を招き、最終的にはバッテリーの消耗につながります。
薄い携帯電話はバッテリーが小さくなり、早く消耗する
ユーザーがこのプロセスを完全に止めることはできません。例えば、車の燃料はいずれ尽きてしまいます。しかし、リチウム電池の消耗には非常に長い時間がかかり、ユーザーやソフトウェアの動作によってある程度軽減することができます。
つまり、新しいiPhoneのバッテリー残量が100%の場合、フル充電時に定格ミリアンペアアワーの電力をすべて利用できるということです。また、バッテリーはピーク電流時にもCPUに問題なく十分な電力を供給できることを意味します。
Appleによると、同社のバッテリーは500回の完全充電サイクルで初期容量の最大80%を維持できるように設計されているとのことです。充電サイクルとは、バッテリーをゼロまで完全に放電した後、100%まで完全に充電することを指します。
上：急速充電サイクルの説明。下：充電サイクルの説明。画像提供：Apple
バッテリーの予想寿命はユーザーによって異なります。平均的なユーザーは通常の使用で、最初の2年間はバッテリー残量が80%以上を維持すると予想されます。1年以内に80%に達すると心配な場合があり、AppleCareに加入している場合は無料で、加入していない場合は有料でバッテリーを交換します。
iPhoneを頻繁に使い、1日に何度もほぼゼロの状態から100%まで充電する人は、バッテリーの劣化が早くなります。スクリーンタイムを確認すると、無意識のうちにデバイスを使いすぎているかどうかが分かります。TikTokで短時間に数時間の使用時間が表示されている場合は、iPhoneを置くタイミングかもしれません。
もちろん、iPhoneは使うために買うものです。しかし、他のものと同じように、節度を守ることが大切です。特にバッテリーの化学的性質など、物理的な問題が心配な場合はなおさらです。
最終的に、バッテリーが本来の容量の80%を下回ると、オペレーティングシステムの保護機能が作動し、デバイスが誤ってシャットダウンするのを防ぎます。このスロットリングは、Apple正規サービスプロバイダでバッテリーを交換することで回避できます。
iPhoneがシャットダウンを防ぐために初めてプロセッサのスロットリングを行った後、バッテリー設定に新しい切り替えボタンが表示されます。これにより、ユーザーはスロットリング機能をオフにして、プロセッサが最大電流を消費できるようになります。
ただし、消費電流がバッテリーの供給能力を超えると、デバイスはすぐにシャットダウンします。スロットリング機能をオフにすることは、バッテリーの損傷につながる可能性があるため、絶対にお勧めできません。
劣化したバッテリー
2017年のiOS 10.2.1以前、iPhoneはソフトウェアでバッテリーの劣化をほとんど考慮していませんでした。しかし、様々な状況が重なり、古いデバイスが意図せずシャットダウンするというユーザーからの苦情がAppleに寄せられるようになりました。
最近のデバイスは、より強力なプロセッサ、より薄型のデザイン、そしてより明るいディスプレイを搭載しています。これらの要因により、バッテリーは小型化・低容量化し、寿命が短くなりました。また、バッテリーの小型化はピーク電圧の低下を意味し、経年劣化したバッテリーは定格ピーク電圧を下回る時期が早くなります。
これらの要因に加え、これまで以上に多くの人がiPhoneを購入し、予想以上に長く使い続けた結果、バッテリー切れの報告が増えました。「Plus」モデルとiPadは、バッテリー容量が大きいため、シャットダウンの問題は発生していないことに注意してください。
リチウムイオンは低充電ではピーク電圧を提供できず、経年劣化でさらに悪化する。
iPhone 6、iPhone 6s、iPhone SEのユーザーから、断続的なシャットダウンが報告されました。バッテリー残量が30%以上と表示された後、まるでバッテリー切れのように突然シャットダウンするという苦情が寄せられました。
これは、これらのデバイスのバッテリーがCPUのピーク消費時にピーク電力を供給できなくなるまで消耗していたために発生しました。他の保護機能がなかったため、iPhoneはCPUの電力消費が利用可能な電流を超えたことを検知し、バッテリーを保護するためにシャットダウンしていました。
iOS 10.2.1以降のアップデートでは、デバイスのバッテリー残量に基づいてCPUを調整する安全対策が導入されました。バッテリー残量が80%以上の新品バッテリーでは、このCPU調整機能は適用されません。
アップルは、シャットダウンの報告が広まり始めるまで、その必要性について考えてはいなかった。
iPhone 6とiPhone SEは、バッテリーの劣化により予期せぬシャットダウンに悩まされた。
Appleはバッテリー保護策を公式に発表せず、ソフトウェアアップデートに脚注を添えただけで、それ以上何も触れませんでした。その後、ユーザーはデバイスの速度低下に気づき始め、計画的陳腐化やその他の陰謀のせいだと非難していましたが、Appleが声明を出すまでその主張は変わりませんでした。
訴訟が勃発し、Appleはこの機能について公式に謝罪し、この機能はデバイスの寿命を延ばすためのものであり、ユーザーに早期のアップグレードを強制するものではないと述べました。iPhone X以降の新型iPhoneはバッテリー容量が大幅に増加したため、ピーク電流を超えてバッテリーが劣化するまでの時間がはるかに長くなりました。
CPUスロットリング機能は、過電流からバッテリーを保護します。過電流は発熱や発火につながる可能性があります。一部のYouTuberが言うように、これはユーザーをイライラさせてスマートフォンのアップグレードを促すために設計された機能ではありません。
バッテリーの健康状態を管理するのはフルタイムの仕事である必要はありません
バッテリーの節約とデバイスの充電方法については、多くの議論があります。バッテリーを可能な限り長持ちさせるには、ワイヤレス充電は避けるべきだという意見もありますが、それだけでは十分ではありません。
ワイヤレス充電器がたくさんあるので、iPhoneは常に満充電状態になっているが、それで問題ない。
バッテリーの化学的性質は、熱、充電速度、そして環境の影響を受けます。理想的な状況では、室温が常に65度（摂氏約18度）で、iPhoneを有線接続で約10Wの電力で約20%から約80%まで充電し、使用中にプロセッサが熱くならないことが条件となり、バッテリーの寿命は最長となります。
この空想的なシナリオは、多くの理由から、不可能ではないにせよ、非現実的です。さらに、バッテリー寿命を最大化するために必要な労力と、理論上得られるバッテリー性能の向上は決して釣り合いません。
華氏95度を超える気温はバッテリーの劣化を加速させる可能性があるため、可能な限りデバイスを直射日光や高温の場所から遠ざけてください。人類史上最も暑い7月を経験したばかりなので、これは言うは易く行うは難しです。
そこでAppleは、バッテリーの寿命を可能な限り延ばすために、ユーザーには見えない複数のツールを実装しました。例えば、専用の電源管理プロセッサが電力消費を制御し、常に最適な充電速度を実現します。
iPhoneはあなたの充電習慣を学習し、それに基づいて充電方法を調整します。例えば、接続すると80%まで急速充電されますが、その後は毎日の起床時間に近づくまでトリクル充電を続け、100%まで充電します。
これらの内蔵システムはiPhoneのバッテリーを安全に保つのに役立ち、人間の介入よりもはるかに効率的に動作します。そのため、ユーザーはiPhoneをどのように、いつ充電するかを決めるだけで、残りは電源管理ソフトウェアに任せることができます。
充電方法の選択：有線と無線
iPhoneは、Lightningケーブル、MagSafeパック、Qiワイヤレス充電パッドを使って充電できます。これら3つの方法にはそれぞれ長所と短所があります。
iPhoneの有線充電
有線充電は、デバイスに電力を供給する最も速く効率的な方法です。例えば、iPhone 13は約22ワットで最大出力しますが、iPhone 13 Pro Maxは約27ワットで30分間充電できます。
iPhoneは、Power Deliveryに対応した18W以上のアダプタを使用すると「急速充電」を開始します。この機能により、iPhone 8以降のモデルは約30分で50%まで充電できます。iPhone 12以降のモデルでは、急速充電には20W以上の充電アダプタが必要です。
この65Wアダプターは、高ワット数のため、接続された2台のiPhoneを高速充電できます。
有線接続は、電気導体が物理的に接触しているため、最も効率的です。電力は電線を通して導電性の表面を伝わり、最小限の熱損失で最高効率で伝送されます。
しかし、急速充電は発熱量の増加と熱損失の増加を伴い、全体的な効率が低下します。急速充電に過度に依存するユーザーは、バッテリーの劣化を早めます。
GaNの導入以降、壁掛け充電器はより安価で高ワット数を実現しています。そのため、iPhoneが急速充電器に接続される頻度が高くなる可能性が非常に高いでしょう。
iPhoneは急速充電器に接続している場合でも充電速度を管理するので、バッテリーが常にフルパワーで充電されているわけではありません。ただし、急速充電はあくまでツールなので、必要な場合にのみ使用してください。充電のベストプラクティスについては後ほど説明します。
利便性は常に何かを犠牲にします。この場合、充電速度が速いほど電極の消耗が早くなります。利便性という要素はワイヤレス充電にも当てはまります。
iPhoneのワイヤレスQiおよびMagSafe充電
ワイヤレス充電は、iPhoneを表面に置くだけで充電を開始できる非常に便利な充電方法です。MagSafeは、iPhoneを磁石で固定することで、充電速度と効率を向上させることで、ワイヤレス充電をさらに進化させました。
ワイヤレス充電では、小さな空隙で分離されたコイルを用いて、一方のコイルからもう一方のコイルへ電力を伝送します。コイル同士が近いほど効率と速度が向上します。MagSafeの磁気式アライメントは、この効率をさらに高めるのです。
MagSafeはより効率的なワイヤレス充電方式です
iPhoneはワイヤレス充電パッドで最大7.5Wで充電できますが、MagSafeでは最大15Wで充電できます。標準のQiワイヤレス充電は、速度が遅いだけでなく、効率もはるかに低く、場合によってはMagSafeよりもiPhoneが熱くなることがあります。
コイル間の隙間は、どんなに小さくても、効率に重大な問題を引き起こします。充電コイルに電気が流れると磁場が発生し、iPhone内のコイルと相互作用してバッテリーを充電します。この磁場は、その多くが空気中に失われるため、本質的に非効率です。
コイル状の電線が密集し、そこに電気が流れると非常に熱くなるため、ワイヤレス充電パッドの表面は熱くなりがちです。iPhoneのコイルも電力伝送中に熱くなり、新たな熱源となります。全体的に見て、ワイヤレス充電は非常に高温になるプロセスであり、長期的にはバッテリーの化学的性質に影響を与える可能性があります。
Qi充電器は、コイルの位置合わせの悪さとメーカーの安価な部品使用傾向により、これらの問題を悪化させます。iPhoneをQi充電器に置くと充電が始まるからといって、コイルが完全に位置合わせされているとは限りません。そのため、エネルギーの熱損失が増加し、充電速度が低下します。発熱が増えると、既に述べたように、バッテリーの劣化が早まります。
MagSafeはより効率的なワイヤレス充電方式です
MagSafeは、素材の基準を高め、磁気配列も改良することで、これらの問題の一部を軽減します。一部の充電器はMagSafeの磁石を活用しながら、Qi規格の7.5W充電速度しか提供していませんが、これは十分な中速レベルです。しかし、最高の充電体験と効率を確保するには、可能な限り真の15W MagSafe充電器を選ぶべきです。
MagSafe充電器は確かに効率が悪く、15Wのワイヤレス充電を実現するには、Power Delivery対応の20W電源アダプタが必要です。適切な仕様でない電源アダプタでは、iPhoneは7.5Wでしか充電できません。
iPhoneは熱を管理するために充電速度を調整し、80%で過熱するとワイヤレス充電を停止します。涼しい環境でワイヤレス充電を使用すると、最高のパフォーマンスが得られます。
充電のベストプラクティス
iPhoneを充電する上で最も重要なルールは、事前に計画を立てることです。必要な場所に充電器を用意し、定格容量を把握し、最適な使用タイミングを把握しておきましょう。このレベルの知識は、最初の設定以外、それほど時間や労力を必要としません。
バッテリーは時間の経過とともに化学的に劣化していきますが、これは避けられません。iPhoneユーザーは、上記の要因にもよりますが、平均して年間約10%のバッテリー劣化が見込まれます。
調整可能なのはバッテリーの損傷率です。最小限の労力でこれを実現する最善の方法は、バッテリー管理ソフトウェアを信頼し、いくつかの基本的なベストプラクティスを活用することです。
例えば、iPhoneを直射日光に当てたり、車の通気口に取り付けるマウントを使う際は熱を最大限まで当てたりしないでください。夏場はiPhoneを車内に放置せず、高温の表面には絶対に近づけないでください。
iPhoneのバッテリーが完全に切れないように注意しながら、不必要な充電も避けましょう。数時間外出する場合は、iPhoneを急速充電器に接続しておけば、準備をしながらバッテリーを充電できます。
充電方法に関係なく、バッテリーの状態は時間の経過とともに低下します
iPhoneは通常の睡眠スケジュールに基づいて充電速度を調整するので、夜間の充電も全く問題ありません。18W未満の有線充電器をベッドサイドに置いておくとバッテリーの寿命を延ばすことができますが、MagSafeやQi充電を夜間に行うこともそれほど危険ではありません。
バッテリーの性能が本当に心配な場合は、まず有線での低速充電、次に急速充電、そしてMagSafe充電を優先し、Qi充電は避けるか、最小限に抑えることをお勧めします。もちろん、利用可能な充電方法はすべて安全ですが、バッテリーの寿命である2年よりも1～2か月早く交換が必要になる可能性があります。
ほとんどの人にとって、iPhoneを常に充電しておき、バッテリーの状態をあまり気にしないことが最善です。デバイスを手元に置いておく、あるいは誰かに譲って2年以上使用する場合は、バッテリー交換に99ドルかかることを覚悟しておきましょう。
化学と物理に戦いはありません。
