メモリー効果は、蓄電器の性能に影響を与える物理化学的現象です。
関連技術
メモリー効果は主に、 Ni-Cd (ニッケル・カドミウム) または Ni-MH (ニッケル・金属水素化物またはニッケル・金属水素化物) テクノロジーに関係します。
ただし、Ni-MH アキュムレータは、一般に、重大なメモリ効果が観察される前に使用されなくなるため、この影響はあまり受けません。
鉛酸またはリチウムベースのバッテリー (リチウムイオンバッテリーなど) はメモリー効果の影響を受けません。したがって、事前にバッテリーを放電することなく、これらのバッテリーを再充電できます。
メモリー効果の発現
メモリー効果は、蓄電池が外部と交換できるエネルギー量の減少につながり、その結果、蓄電池の公称容量が減少します。
アキュムレータは元のように放電できなくなります。保存できるエネルギーが少なくなったような印象を与えますが、実際には問題はむしろ復元のほうにあります。メモリ効果により、同じ方法でエネルギーにアクセスできなくなるだけです。
車のタンクに例えることができます。タンクの一部は詰まっていますが、まだ燃料が入っています。このようなタンクと同じ量の燃料では、良好な状態のタンクと同じ距離を移動することはできなくなります。
メモリー効果の発見
歴史的に、この効果はNASAによって衛星によって発見されました。
衛星は太陽センサーを使用してバッテリーを充電します。一部の衛星は非常に一定の間隔で明るい場所から暗い場所へ移動します。これらの蓄電池は常に同じ方法で充電および放電を行います。このような定期的なサイクルを一定回数繰り返すと、慣れ親しんだ量を超えて放電することができなくなります。アキュムレータはこのレベルの放電を「記録」するため、「メモリー効果」と呼ばれます。
日常生活では、少数のまれな自動化システムを除いて、この状況に遭遇することはほとんどありません。これは、この影響が現れるのは、連続した放電がまったく同じ容量レベルで停止された場合のみであり、非常にまれなケースです。
一般に受け入れられている意味によれば、「記憶効果」という用語はむしろ言語の乱用に相当します。英語の用語「電圧降下」または「遅延バッテリー効果」がフランス語に相当するものであれば、より適切になります。
メモリー効果の説明
この問題は、電源電圧検出機能を備えたデバイスでアキュムレータを使用するときに発生します。この検出は、アキュムレータが空になったとき (つまり、その端子の電圧が最小しきい値に達したとき) にデバイスを停止させることを目的としています。この安全性はデバイス自体が適切に機能するために必要であり、深放電による蓄電池の不可逆的な破壊を防ぎます。
Ni-Cd バッテリーの蓄電池には、小さな結晶で構成されるニッケル電極が付いています。特定の条件下では、結晶のサイズの増加が観察されます。この拡大により電極と電解液の接触面が減少し、劣化部分の電圧低下を引き起こし、蓄電池の内部抵抗が増加します。
Ni-Cd の公称電圧は 1.2V/セルですが、この劣化した構造の公称電圧は約 1.08V/セルと低くなります。
使用中は、各要素が 2 つの部分、つまり 1.2V の正常な部分と 1.08V の劣化した部分があるかのようにすべてが発生します。エネルギーは電圧が最も高い部分から最初に取り出され、すべてが正常に見えます。この部品が使い果たされると、劣化した部品を利用することになりますが、電圧しきい値は 1.2V/素子から 1.08V/素子に突然増加します。
この変化により、アキュムレータの放電曲線に不連続性が生じます。公称電圧がデバイスの最小動作しきい値に近づき、それを下回るとシャットダウンします。
ユーザーの観点からは、容量が失われていると思われるかもしれませんが、実際には容量はまだ利用可能ですが、電圧は低くなります。
この現象は、特に次の 2 つの場合に観察されます。
- 蓄電池の部分放電時（充電部と放電部で構造の違いが現れる）
- ニッケルベースのバッテリーを充電するとき。
- 充電が完了すると、バッテリーは自己放電を補償するための維持電流を受け取ります。残念ながら、一定時間が経過すると、この維持電流によって電解液の局所的な結晶化による蓄電池要素の劣化が進行します。その後、バッテリーを充電器に戻す傾向があり、充電終了時に維持電流を再度注入することで、Ni-Cd カップルがさらに変化します。
デバイスはアキュムレータを最小しきい値まで空にすることはなく、劣化した部分が継続的に増加します。実際には、この変更された構造は正常であり、アキュムレータの機能の一部です。幸いなことに、この現象は元に戻せないわけではありません。
メモリー効果のあるバッテリーを回復する
問題の影響を受けたバッテリーを、セルあたり 1V の最小しきい値まで放電することを目的とした適切な放電システム (放電器) に接続すると、「悪い」公称電圧を持つ容量の部分が回復します。
その後、バッテリーを再充電すると、パフォーマンスの大部分が回復します。
これらの操作は、適切な装置や予防措置を講じずに実行してはなりません。すべての蓄電器は危険です。発熱、発火、さらには爆発して重大な身体的危害を引き起こす可能性があります。
適切な充電器
Ni-Cdテクノロジーに特化した最新の高品質充電器は、その「インテリジェントな」事前放電機能と充電機能、および正確な充電終了検出機能のおかげで、メモリの影響を克服することが可能になります。