放電終止電圧(Discharge End-of-Discharge Voltage / Cut-off Voltage)とは
バッテリー(蓄電池)を放電していく際に、これ以上放電を続けるとバッテリーの性能劣化や故障
さらには安全上の問題が発生する可能性があるため、放電を停止すべき下限の電圧値を指す。
この電圧を下回ると、バッテリー内部の化学反応が効率的に進まなくなったり
電極材料に不可逆的な損傷が生じたりするため
電池の寿命を延ばし安全に使用するために非常に重要な指標となる。
放電終止電圧が設定される主な理由は以下の通り。
バッテリーの寿命保護
多くの種類のバッテリーにおいて、放電終止電圧を下回る「過放電」状態に陥ると
バッテリー内部の電極材料や電解液に不可逆的な化学変化が生じる。
例)リチウムイオン電池では、過放電によって正極のコバルトや負極の集電体である銅が溶け出すことがある。
これらの現象は、次に充電しようとしても容量が回復しない
あるいは著しく低下する原因となる。
放電終止電圧を守ることでバッテリーのサイクル寿命(充放電を繰り返せる回数)を最大限に引き出すことができる。
安全性の確保
特にリチウムイオン電池など、一部のバッテリーは過放電が極端に進むと
内部構造が不安定になり、発熱、発煙、発火、さらには破裂といった重大な事故につながる可能性がある。
放電終止電圧は、このような危険な状態を未然に防ぐためのセーフティリミットとして機能する。
機器の安定動作
バッテリー駆動の機器では、電圧が一定以下に下がると
電子回路が正常に動作しなくなることがあります。
例)モーターの出力が低下したり、デジタル機器が誤動作したり、突然シャットダウンしたりする原因となる。
放電終止電圧は、機器が安定して動作するために必要な最低限の電圧を確保する意味合いもある。
バッテリーの種類によって、放電終止電圧の目安は異なる。
放電終止電圧を下回る「過放電」状態になると
前述の理由から以下のような問題が発生する。
逆に、放電終止電圧を本来の推奨値よりも高く設定しすぎると
以下のようなデメリットが生じる。