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先週、DisplayMate Technologies の Raymond Soneira 博士は、新しい iPad を充電すると、iOS がリチウムイオンポリマー バッテリーの充電率が 100% であると報告したあとも、iPad が長時間にわたって電流を消費し続けることを発見しました。

ソネイラ博士はいくつかの実験を行って、10W 充電器が主電源から最大電流を引き出せなくなるまで充電すると、iPad は 1 回の充電で 11.6 時間持続するが、100% に達した瞬間にプラグを抜いた場合はわずか 10.4 時間しか持続しないことを発見した。

なぜ新型iPadはこんなことが起こるのでしょうか？ソネイラ博士は、新型iPadのバッテリー残量表示方法にバグがあると考えています。Appleはその後、この現象について公式に発表し、iOSの「素晴らしい機能」だと評しました。しかし、一体何が起こっているのでしょうか？

真実はもっと複雑です。AppleはこれをiOSの「機能」と呼ぶのは不誠実です。実際、技術的には新しいiPadのバッテリーに悪影響を与えます。とはいえ、ソネイラ博士が力説するように、これは決してバグではありません。むしろ、これはあらゆるガジェットのバッテリーの充電方法です。なぜそうなるのか、そしてデバイスのバッテリー寿命を最大限に延ばす方法を理解するには、まずバッテリーの充電方法について少し理解する必要があります。

iPadがバッテリーの充電状態を判断する方法

まず知っておくべきことは、バッテリーの充電量を測るのは簡単ではないということです。車の燃料計を見て、針の位置からタンク内の燃料量を知るのとは違います。

「バッテリーの充電状態を正確に測定することはできません」と、バッテリー技術に関する情報サイト「Battery University」を運営するCadex Electronicsのバッテリー専門家、イジドール・ブッフマン氏は語る。「バッテリーの充電状態を、ある時点で正確に知る方法はありません。」

そのため、ガジェットメーカーはバッテリーの充電状態を示す指標として、電流を流すのに必要な電圧を用いる傾向があります。バッテリーの充電状態が上がるにつれて、充電に必要な電圧も大きくなります。新型iPadのリチウムイオンポリマーバッテリーの場合、システムがバッテリーの充電電圧を4.2ボルトと測定すると、iOSは正確に測定できる限りバッテリーが完全に充電されていると判断することになります。しかし、実際には完全に充電されていない可能性があります。

なぜでしょうか？わかりやすくするために、例え話をしてみましょう。

バッテリーの充電は、ポンプを使ってエアマットレスを膨らませるようなものだと想像してみてください。マットレスが空気で満たされるにつれて、さらにポンプで空気を入れるのが難しくなります。つまり、マットレスを膨らませるには、既にマットレスの中に入っている空気が逃げようとするため、より高い空気圧（電圧）が必要になります。ポンプを止めるのは、マットレス内の圧力がポンプで簡単に加えられる圧力を超えた時です。しかし、だからといってマットレスがそれ以上空気を入れられないわけではありません。ただ、より高度な技術が必要になるのです。

新しいiPadのバッテリーが100%に達した後も充電される理由

充電の「精密」な部分は、新しいiPadがバッテリーの充電に4.2ボルトが必要だと検出した後に発生します。このモードはトリクル充電モードと呼ばれ、その名の通り、電流が流れなくなるまでバッテリーに慎重に電流を流し込みます。

ソネイラ博士が特に懸念していたのは、充電サイクルのこの部分です。AppleはAllThingsDに対して次のように発表しました。

Appleは実際に、iPad（そしてiPhoneとiPod touch）が完全に充電される直前に、100%充電された状態を表示します。その時点では、100%まで充電を続け、その後少し放電してから再び100%まで充電するというプロセスを、デバイスがプラグを抜かれるまで繰り返します。これにより、デバイスは最適な充電状態を維持できると、Appleのバイスプレジデント、マイケル・チャオ氏は本日AllThingsDに語りました。「この回路は、デバイスを好きなだけ長くプラグに差し込んでおけるように設計されています」とチャオ氏は述べました。「これはiOSに最初から備わっている素晴らしい機能です。」

分かりましたか？iOSの素晴らしい機能ですよ！ただ一つ問題があります…

トリクルモードはバッテリーに有害だが、代替手段はもっと悪い

iPhone、iPad、MacBookを充電する際、バッテリー残量が0%から70～80%まで充電する方が、70～80%から100%まで充電するよりもずっと速いことに気づいたことはありませんか？ これには理由があります。その理由を理解するために、エアマットレスの例えをもう一度考えてみましょう。

マットレスに空気を満タンに詰め込むとしましょう。空気を入れ始めると、マットレスの内側には圧力がかかっていない空間がたくさんあるので、空気を入れるのは簡単です。しかし、ある地点に達すると、マットレス内部の圧力によって空気を入れるのが非常に難しくなり、より多くの空気を入れるために、より多くの圧力をかける必要が生じます。この時点で、マットレスに空気を詰め込むほど、マットレスが破裂する可能性が高くなります。

この例えはバッテリーを見る上で非常に単純な方法であり、あまり深入りすべきではありませんが、今回の目的には有効です。バッテリーは満充電すればするほど、より大きな負担がかかります。バッテリーに負担がかかればかかるほど、時間の経過とともに満充電を維持する能力が低下します。実にシンプルです。

充電のストレスは、ガジェットメーカーにとっても消費者にとっても、非常に深刻な問題です。リチウムイオン電池は時間の経過とともに劣化するため、残念ながら避けられないこの現象が、ノートパソコンが古くなるにつれて充電頻度が増し、スマートフォンが数年ごとにバッテリー交換が必要になる原因となっています。

解決策は何でしょうか？多くのバッテリー専門家は、バッテリーを良好な状態に保つために、70～80%以上充電しないようにアドバイスしています。実際、Samsungなどの一部の企業は、まさにこの理由から、80%に達するとデバイスの充電を停止する「バッテリーセーバー」モードを搭載した製品を出荷しています。

しかし、バッテリーを80%以上充電しないというのは、本質を見失っていると言えるでしょう。すべてのバッテリーは時間の経過とともに劣化します。バッテリーを80%以上充電しないということは、バッテリーの持続時間のうち20%を永久に犠牲にしていることになります。しかも、バッテリーの持続時間の低下を防ぐためだけに。なんとも馬鹿げた話です！

結論は何ですか?

リチウムイオン電池とリチウムイオンポリマー電池は経年劣化しますが、Appleも誰もこれを防ぐことはできません。80 %充電以上は充電しないようにすれば、技術的には劣化を遅らせることは可能ですが、その代償としてバッテリー寿命は永久に失われます。それでも劣化は進みます。バッテリーはできる限り満充電しておくのが賢明です。

「バッテリーゲート」について言えば、AppleはiOSが100%充電を測定する方法を「機能」だと厚かましく主張しているものの、ブッフマン氏によると、これはリチウムイオン電池を搭載したあらゆるガジェットの標準的な充電動作だという。ガジェットはバッテリーに流れ込む電圧を4.2ボルトまで測定し、その後電流が止まるまで少しずつ電流を流す。新型iPadの巨大なバッテリーの場合、この充電にはさらに1時間以上かかることもある。

「確かに、Appleはバッテリー残量が100%だと発表する時点でズルをしているけど、他のメーカーもそうしてるよ！」とブッフマンは笑う。「ガジェットメーカーはこれまでずっとズルをしてきたのに、新しいiPadが登場するまで誰も気づかなかったんだ！」

テクノロジー業界における Apple の役割を証明するものとして、これ以上に説得力のあるものはあるだろうか?