電池の劣化を抑えたい

製品に組み込んだリチウムイオン電池が、仕様書の寿命より早く使えなくなる。使っていない予備の機器でも、容量が減っている。冬や急速充電のあとに劣化が進む。組電池の1本だけが早くへたる。こうした悩みは、電池の中で少しずつ進む化学反応が、温度・充電状態（SOC）・充電の電流によって速くなることから起きています。

電池の劣化を抑える方法は、温度を管理する、充電のしかたを制御する、BMS（電池管理システム）でセルをそろえる、劣化を診断して使い方を見直す、そして、長寿命の電池を選ぶ、の大きく5つです。まずは次のマトリクスで、自分の課題に近いものと、使える技術を確かめてください。

課題と解決技術のマトリクス

◎ 第一候補○ 有効△ 条件によって有効

※記号は一般的な傾向に基づく目安です。実際に効く方法は、電池の種類（正極・負極の材料）、使う温度、充電の電流と頻度、使う SOC（充電状態）の範囲、求める寿命（年数・回数）、コストによって異なります。「長寿命の電池を選ぶ」の「△」（症状B）は、保存劣化は温度と SOC の影響が大きく、電池を替えるだけでは防げないことを示します。空欄は、その技術だけでは直接の対策になりにくいことを示します。

記号の理由と出典（17件）

マトリクスの記号ごとに、理由と出典をまとめました。出典が「編集部の解説」のものは、この記事の本文の説明をもとにした編集部の評価です。症状の記号を押すと、その症状の説明へ移ります。

症状	技術	記号	理由	出典
A	温度管理（冷却・加温・均熱）	○	温度を下げると化学反応が遅くなり、劣化の進みが抑えられるため（A の症状カードには挙がっていない補助的な手段）	JFEテクノリサーチ「リチウムイオン二次電池の寿命評価試験」
A	充電の制御（範囲・電流・保管）	◎	使う充電状態（SOC）の幅を絞ると、充放電のたびの劣化が大きく減るため	加地ほか、自動車技術会論文集 44(2)
A	劣化診断（インピーダンス・SOH）	○	使い方に近い条件で寿命試験をして、劣化の進み方を確かめられるため（対策の効果確認）	編集部の解説
A	長寿命の電池を選ぶ（LFP・LTO）	◎	サイクル寿命の長い LTO などに替えると、繰り返しの充放電でも容量が保たれるため	東芝
B	温度管理（冷却・加温・均熱）	◎	温度が高いほど保存劣化が速く、置き場所の温度を下げるのがまず効くため	加地ほか、自動車技術会論文集 44(2)
B	充電の制御（範囲・電流・保管）	◎	SOC が高いまま置くほど劣化が速いため、満充電で置かないことが効く	加地ほか、自動車技術会論文集 44(2)
B	劣化診断（インピーダンス・SOH）	○	保管の温度・SOC を変えた試験で、何年もつかを見積もれるため	編集部の解説
B	長寿命の電池を選ぶ（LFP・LTO）	△	電池を替えても保存劣化は温度と SOC の影響が大きく、防げるのは条件が合う場合に限るため	編集部の解説
C	温度管理（冷却・加温・均熱）	◎	温度が低すぎると充電でリチウムが析出しやすく、ヒーターで温めてから充電すれば避けられるため	東陽テクニカ「LIB の劣化要因」
C	充電の制御（範囲・電流・保管）	◎	低温・大電流の充電でリチウム析出が起きるため、電流を下げるなど充電を制御すれば防げる	東陽テクニカ「LIB の劣化要因」
C	BMS・セルバランス	○	BMS がセルの温度を測り、充電の条件を決めて、低温時の充電を制御できるため	編集部の解説
C	長寿命の電池を選ぶ（LFP・LTO）	◎	LTO 負極は低温で充電しても金属リチウムが析出せず、低温・急速充電に向くため	東芝
D	温度管理（冷却・加温・均熱）	○	パック内の温度差がセルごとの劣化の差を広げるため、冷却の配置で差を小さくするのが有効	編集部の解説
D	BMS・セルバランス	◎	セルバランスで充電量をそろえないと、容量の小さいセルが組電池の使える時間を決めるため	EDN Japan（アナログ・デバイセズの解説）
D	劣化診断（インピーダンス・SOH）	○	セルごとの内部抵抗を測って、ばらつきや劣化したセルを見つけ、入れ替えを判断できるため	日置電機
E	BMS・セルバランス	○	使いながら電圧・電流・温度を記録し、BMS で SOH を推定できるため	編集部の解説
E	劣化診断（インピーダンス・SOH）	◎	交流インピーダンス法は数秒〜数分で測れ、SOH を短い時間で診断できるため	JARI（中古 LIB の劣化診断方法）

課題の診断と解決策

なぜ、電池は劣化するのか

使っても、使わなくても劣化する

リチウムイオン電池の劣化には2種類あります。充放電を繰り返すことで進む「サイクル劣化」と、使わなくても時間とともに進む「保存劣化（カレンダー劣化）」です（JARI「中古 LIB の劣化診断方法」）。パナソニックの解説では、一般的な車は1日の大部分を止まって過ごすため、EV の電池ではカレンダー劣化が支配的になりやすいとしています。待機の時間が長い製品ほど、保存劣化の対策が効きます。

劣化の中身：被膜の成長、正極の変化、リチウムの析出

黒鉛の負極では、はじめての充電のときに、電解液が分解してできた被膜（SEI）が表面にできます。SEI は電子を通さず、リチウムイオンは通すため、それ以上の電解液の分解を防ぎます（GS Yuasa Technical Report）。ただし、この被膜は、充放電の繰り返しや高温での保存で育ちます。高温で保存した電池の分析では、被膜ができるときに動けるリチウムが減ることが、容量が減る要因と考えられています（精密工学会誌 88(4)）。

正極でも、充放電を繰り返すと、結晶の表面の構造が変わり、界面の抵抗が増えて容量が下がることが報告されています（同）。低温や大電流での充電では、リチウムが負極に入りきれず、金属として出てきます（リチウム析出。東陽テクニカ「LIB の劣化要因」）。こうした変化の結果、容量が減り、内部抵抗が増えて、電圧が下がりやすく、発熱も増えます。

温度：10℃上がると、劣化は約2倍

劣化の化学反応は、温度が高いほど速く進みます。電池の寿命を温度で加速して評価するときは、アレニウス則に基づく「10℃2倍則」（試験温度が10℃高いと、半分の時間で同じ劣化が起きる）という近似が使われます（JFEテクノリサーチ「リチウムイオン二次電池の寿命評価試験」）。加地らの実験では、25℃から50℃に上がると、保存劣化の速さがおよそ5倍になり、劣化の速さへの影響は SOC より温度のほうが大きいことが示唆されました。

低温では、別の劣化が問題になります。日本自動車研究所（JARI）の試験では、45℃では充電を始めるときの SOC が高いほど容量の低下が速かった一方、0℃では逆に、SOC 0% から充電を始める条件で、容量の低下と内部抵抗の増加が速くなりました。温度によって、劣化を速める使い方が変わることに注意が必要です。

充電状態（SOC）：満充電で置くと速く、幅が広いほど速い

加地らの実験では、25℃・50℃のどちらでも、SOC が高い状態で保存するほど劣化が速くなりました。また、充放電のときの SOC の変動幅が0〜100%のときの劣化速度は、変動幅20%のときの2.6〜6.4倍程度でした。満充電のまま長く置かないこと、使う SOC の幅を絞ることが、劣化を抑える運用の基本になります。

出典：中古 LIB の劣化診断方法（PDF）｜JARI Research Journal、EV バッテリーは何年もつ？｜パナソニック、リチウム二次電池の電解液開発動向（PDF）｜GS Yuasa Technical Report、リチウムイオン二次電池の試作と劣化解析技術｜精密工学会誌 88(4)、LIB の劣化要因｜東陽テクニカ、リチウムイオン二次電池の寿命評価試験（PDF）｜JFEテクノリサーチ、リチウムイオン電池の劣化のモデル化に関する研究｜自動車技術会論文集 44(2)、1/3C サイクル試験におけるリチウムイオン電池の劣化機構（PDF）｜JARI Research Journal

解決技術の詳細

電池の劣化を抑える技術は、電池を置く環境を整える（温度管理）、使い方を決める（充電の制御、BMS・セルバランス）、今の状態を知る（劣化診断）、電池そのものを選ぶ（長寿命の電池）に分かれます。まず、困りごとから候補を絞ります。

温度管理（冷却・加温・均熱）

電池には、劣化が遅く、性能も出る「ちょうどよい温度」の範囲があります。高すぎると被膜の成長や電解液の分解が進み、低すぎると充電でリチウムが析出しやすくなります（東陽テクニカ）。冷やす、温める、パックの中の温度差を減らす、の3つで、この範囲の中に保ちます。

冷却には、空冷と液冷があります。GS ユアサの解説では、空冷は構成をシンプルにしやすく、液冷はより高い冷却能力を出しやすいとしています。同社は、角形のセルの底面を、熱伝導シートを介して冷却プレートに当てる構成を紹介しています。セルの広い側面は充放電で膨らんだり縮んだりしやすく、冷却プレートとの間にすき間ができると、空気の断熱で冷えにくくなるためです。

充電の制御（範囲・電流・保管）

充電のしかたを変えるだけで、劣化を抑えられることがあります。満充電で長く置かない、使う SOC の幅を絞る、温度に合わせて充電の電流を変えるの3つが基本です。パナソニックは、EV では満充電のまま放置すると劣化が進むため、出発の直前に充電を終えるのがよいとしています。

範囲を絞ると、1回の充電で使える容量は減ります。どこまで絞れば何年もつかは、電池と使い方で変わるため、使い方に近い条件での寿命試験で確かめます。

BMS・セルバランス

BMS（電池管理システム）は、セルごとの電圧、電流、温度を測り、過充電・過放電を防ぎ、充電の条件を決めます。多くのセルを直列につなぐ組電池では、セルの充電量をそろえる「セルバランス」も BMS の役割です。直列につないだセルは、パック内の温度差や、セルごとのインピーダンス・自己放電率・負荷の違いによって、充電量（SOC）が少しずつずれていきます。バランスをとらないと、そのずれは時間とともに大きくなります。また、劣化の進み方もセルごとに違い、いちばん容量の小さいセルが組電池の使える時間を決めます（EDN Japan、アナログ・デバイセズの解説）。

セルバランスには、充電量の多いセルの分を抵抗で熱にして捨てる「パッシブ方式」と、多いセルから少ないセルへ電気を移す「アクティブ方式」があります。パッシブ方式は簡単で安く、アクティブ方式は効率がよい一方で回路が複雑になります。

劣化診断（インピーダンス・SOH）

劣化の度合いは、SOH（健全度）で表します。東陽テクニカの解説では、SOH を、新品の満充電容量を100%としたときの、劣化したときの満充電容量の割合としています。JARI の解説では、SOH を調べる方法として、満充電から空までの電気量を測る方法（最も正確だが数時間かかる）、充電の一部の挙動から推定する方法、電圧の差から内部抵抗を求める方法、交流インピーダンス法（数秒〜数分で測れる）を挙げています。

交流インピーダンス法では、周波数を変えながら小さな交流の信号を流し、その応答から、電解液の抵抗、電極の反応の抵抗、拡散などを分けて見ます（東陽テクニカ「電気化学インピーダンス法によるリチウムイオン電池の非破壊分析」）。充放電のデータを電圧で微分する dQ/dV 解析では、山の位置と高さの変化から、正極と負極のどちらがどう劣化したかを推定できます。どちらも電池を分解せずに調べられ、原因を確かめるときは、解体して断面や成分を調べる解析と組み合わせます。

長寿命の電池を選ぶ（LFP・LTO）

電池そのものを、劣化しにくい材料のものに替える方法です。正極にリン酸鉄リチウム（LFP）を使う電池や、負極にチタン酸リチウム（LTO）を使う電池は、サイクル寿命の長さを特長にした製品があります。東芝は、LTO 負極の電池 SCiB について、低温で充電しても金属リチウムが析出しないため、-30℃の低温環境で充放電を繰り返せるとしています。

一方で、電池の電圧やエネルギー密度（同じ大きさ・重さで貯められる量）は、電池の種類によって違います。寿命だけでなく、容量、大きさ、重さ、コスト、使う温度の範囲を合わせて比べます。

出典：リチウムイオン電池の冷却技術（PDF）｜GS ユアサ、LIB の劣化要因｜東陽テクニカ、EV バッテリーは何年もつ？｜パナソニック、リチウムバッテリーの寿命を最大限に延ばす方法｜EDN Japan、SOC、SOH とは何ですか？｜東陽テクニカ、中古 LIB の劣化診断方法（PDF）｜JARI Research Journal、電気化学インピーダンス法によるリチウムイオン電池の非破壊分析｜東陽テクニカ、SCiB について｜東芝

電池の劣化を抑える技術を持つ企業

各企業が解決できる課題と技術の内容を、企業が公開している情報をもとに紹介します。劣化の進み方を試験で確かめたいのか、今の電池の劣化を短い時間で診断したいのか、組電池を管理したいのか、長寿命の電池に替えたいのかによって、相談先が変わります。

企業	解決できる課題	種類	何ができるか	合う症状
東洋システム	A充放電を繰り返すと、容量が早く減るB使っていない（保管・待機）だけで劣化するC寒いとき・急速充電のあとに劣化が進むE劣化の度合いがわからず、交換の時期を決められない	試験装置・受託試験	充放電評価装置 TOSCAT などの試験装置を提供し、電池の受託試験・分析評価で、寿命や保存劣化の進み方、劣化した電池の中で起きたことを調べる。	A 充放電を繰り返すと、容量が早く減る B 使っていない（保管・待機）だけで劣化する C 寒いとき・急速充電のあとに劣化が進む E 劣化の度合いがわからず、交換の時期を決められない
ゴイク電池	B使っていない（保管・待機）だけで劣化するD組電池の一部のセルだけが早く劣化し、使える容量が減るE劣化の度合いがわからず、交換の時期を決められない	診断装置・BMS	電池の劣化を約1秒で診断する装置と BMS を開発・販売し、中古電池の仕分けや、組電池のセルの充電量をそろえる用途に対応する。	B 使っていない（保管・待機）だけで劣化する D 組電池の一部のセルだけが早く劣化し、使える容量が減る E 劣化の度合いがわからず、交換の時期を決められない
日置電機	D組電池の一部のセルだけが早く劣化し、使える容量が減るE劣化の度合いがわからず、交換の時期を決められない	計測器メーカー	電池の内部抵抗やインピーダンスを測るバッテリーテスターで、分解せずにセルごとの劣化やばらつきを見つける。	D 組電池の一部のセルだけが早く劣化し、使える容量が減る E 劣化の度合いがわからず、交換の時期を決められない
エリーパワー	A充放電を繰り返すと、容量が早く減る	電池メーカー	リン酸鉄系の大型リチウムイオン電池と蓄電システムを開発・製造し、毎日の深い充放電でも容量が減りにくい電池を提供する。	A 充放電を繰り返すと、容量が早く減る
東芝	A充放電を繰り返すと、容量が早く減るC寒いとき・急速充電のあとに劣化が進む	電池メーカー	負極にチタン酸リチウムを使ったリチウムイオン電池 SCiB を提供し、寒い場所や急速充電をくり返す用途での劣化を避ける。	A 充放電を繰り返すと、容量が早く減る C 寒いとき・急速充電のあとに劣化が進む

東洋システム株式会社｜電池の寿命試験と劣化の解析

東洋システムは、福島県いわき市に本社工場を置く、1989年設立の会社です（資本金1億円、社員142名。2026年1月現在）。2026年1月から、いわき本社工場と横浜本社の2拠点の体制にしています。二次電池の試験装置として、充放電評価装置 TOSCAT などを提供し、電池の受託試験・分析評価も行っています。

技術	内容
寿命試験・特性試験の受託	寿命試験、各種特性試験、環境温度特性試験、カレンダー試験（保存試験）を行う。xEV や ESS 向けには、走行パターンのシミュレーション（WLTC、JC08、LA4、NEDC など）にも対応する
解体調査と成分分析	電池の解体調査、不具合解析、成分分析に対応する。X線CTで電池の内部を非破壊で観察し、EDX 分析で元素のマップを作る。電解液の溶媒・添加物の成分や、発生したガスの成分を同定・定量できるとしている
充放電評価装置 TOSCAT	サイクル試験や特性試験に使う充放電評価装置。微小電流（100mA）のタイプから、大型電池向けの30〜500A、パック向けの0〜500V まで。走行シミュレーションにも対応する

• 使い方に近い条件で、電池が何年・何回もつかを試験で確かめたい
• 保管の温度や SOC を変えたときの、保存劣化の進み方を知りたい
• 劣化した電池を分解し、中で何が起きたかを調べたい

出典：受託・分析評価｜東洋システム、充放電評価装置 TOSCAT｜東洋システム、会社概要｜東洋システム

ゴイク電池株式会社｜約1秒で劣化を診断する装置と BMS

ゴイク電池は、大阪市淀川区に本社を置く、2014年設立の会社です（資本金5,000万円）。電池診断装置の開発、BMS の開発・販売、急速充電池と電池応用技術の開発・販売を行っています。郵送や訪問の窓口は、大阪府吹田市のテクノロジーセンターです。

技術	内容
電池診断装置 Battery Artz	電池を取り外して診断機につなぐと、約1秒で、容量・残量を5%の誤差で得られるとしている。充放電は不要。CHAdeMO に対応した EV は約30秒で診断できる。リチウムイオン電池に対応する
動的内部抵抗による解析	電池方程式「高岡理論」を基にした独自の解析（Dir：動的内部抵抗）で、SOC（残量）と SOH（健康状態）を求める。BMS に組み込んで、充電の制御に使うこともできる
BMS（g-BMS）	リチウムイオン電池（公称3.2〜3.8V）用。1枚の基板で3〜15セル、最大32枚をデイジーチェーンでつなげる。パッシブバランス方式で、バランスの電流は1ch あたり180mA、電圧の分解能は2mV 以下

三菱マテリアルと、2019年から車載用リチウムイオン電池の劣化度の診断技術の開発・実証を進めているとしています。

• 電池の劣化の度合いを、充放電せずに短い時間で知りたい
• 中古・使用済みの電池を、再利用できるか仕分けたい
• 組電池のセルの電圧を監視し、充電量をそろえたい

出典：電池診断装置｜ゴイク電池、BMS/BMU｜ゴイク電池、MMC Acceleration Program 採択のお知らせ｜ゴイク電池、会社概要｜ゴイク電池

日置電機株式会社｜電池のインピーダンスを測る測定器

日置電機は、長野県上田市に本社・工場を置く、1952年設立（創業1935年）の電気計測器のメーカーです（資本金32億9,946万円、従業員1,153名。2025年12月31日現在）。電気計測器の開発、生産、販売・サービスを行い、電池の内部抵抗やインピーダンスを測るバッテリーテスターを手がけています。

技術	内容
バッテリインピーダンスメータ BT4560-60	電池の交流インピーダンス（EIS）を0.01Hz〜10.00kHz で測り、ナイキストプロットで表示する。低い周波数では電荷移動抵抗と拡散抵抗、高い周波数では電解液の抵抗や溶接の抵抗を測れるとしている。交流をかけたときの充放電を防ぐ機能がある
バッテリハイテスタ BT3563A など	内部抵抗（交流の方式、AC-IR）と開放電圧を同時に測る。xEV 向けの大型セルから300V のパックまで。短い時間で測れるため、出荷検査や受入検査に向く
多チャネルの測定	スイッチメインフレームと組み合わせて、多くのセルを切り替えて測れる

• 電池を分解せずに、どこが劣化したか（電解液・電極の反応・拡散）を見分けたい
• セルごとの内部抵抗を測り、ばらつきや劣化したセルを見つけたい
• 出荷・受入のときに、電池の状態を短い時間で検査したい

出典：バッテリインピーダンスメータ BT4560-60｜日置電機、バッテリハイテスタ BT3563A｜日置電機、会社概要｜日置電機

エリーパワー株式会社｜リン酸鉄系の長寿命の大型リチウムイオン電池

エリーパワーは、東京都品川区に本社を置く、2006年設立の会社です（投入資本額501億5,040万円（2023年11月30日現在）、従業員346名（2026年4月1日現在））。大型リチウムイオン電池と蓄電システムの開発、製造、販売を行っています。

技術	内容
リン酸鉄（LFP）の正極	正極材にリン酸鉄を使う。リン酸鉄は熱安定性が高く熱暴走しにくい性質を持つが、それだけで安全な電池になるわけではなく、電池全体を最適化しているとしている
長いサイクル寿命	15年間くり返しフル充放電（約17,000回）しても、電池容量の保持率70%（室温25℃、1C、1日3サイクル、放電深度100%の電池セル単体の予測値）
広い作動温度	-20℃から60℃まで作動する（蓄電システムの動作保証温度範囲とは異なる）。設置環境によっては冷却設備が不要としている

• 毎日の充放電で、蓄電池の容量が早く減るのを抑えたい
• 放電深度を深く（0〜100%）使っても、長くもつ電池がほしい
• 発火のリスクを抑えた、大型の電池を使いたい

出典：キーテクノロジー｜エリーパワー、会社概要｜エリーパワー

株式会社東芝｜チタン酸リチウム負極のリチウムイオン電池 SCiB

東芝は、神奈川県川崎市に本店を置く、1875年創業の電機メーカーです（資本金2,014億4,900万円）。負極にチタン酸リチウムを使ったリチウムイオン二次電池「SCiB」を提供しています。

技術	内容
チタン酸リチウムの負極	負極にチタン酸リチウムを使い、安全性、長寿命、低温性能、急速充電、高入出力などの特長を持つとしている
長いサイクル寿命	20,000回を超えるサイクル寿命（セルの種類や使用条件により特性は異なる）。大容量タイプは、過酷な条件で20,000回充放電したあとも70%以上の容量を維持。高入出力タイプは、過酷な大電流で40,000回以上充放電しても80%以上の容量を維持するとしている
低温と急速充電	低温で充電しても金属リチウムが析出しないため、-30℃の低温環境で充放電を繰り返せる（セルの種類によって使用温度範囲は異なる）。6分間で80%以上を充電でき（大容量タイプの例。セルの種類や使用条件で異なる）、SOC 0〜100%を使える

• 寒い場所や冷凍倉庫で、充電による劣化を避けたい
• 急速充電をくり返しても、長くもつ電池がほしい
• 充放電の回数が多い用途で、電池の交換を減らしたい

出典：SCiB について｜東芝、SCiB 大容量タイプ｜東芝、SCiB 高入出力タイプ｜東芝、会社概要｜東芝

選ぶ前に確かめる条件

メーカーや試験会社に相談する前に、次の条件を整理しておくと、話が早くなります。

• 電池の種類（正極・負極の材料、形状、容量、公称電圧）と、何本を直列・並列につないでいるか
• 求める寿命（何年、何回）と、寿命の判定基準（容量が何%まで下がったら寿命とするか）
• 使う温度と保管の温度（最低・最高、屋内・屋外、冷却や加温の有無）
• 充電のしかた（電流、急速充電の有無、1日の回数、満充電で置く時間）
• 使う SOC の範囲（何%から何%まで使っているか）と、容量に余裕があるか
• 今の困りごと（容量の減り、出力の低下、発熱、セルのばらつき）と、劣化した電池が手元にあるか
• BMS の有無と、記録できるデータ（セルごとの電圧・電流・温度）
• 数量、納期、予算

関連する課題

この課題に関係する分野・技術・製品のページ

※アイキャッチ画像は、AI（ChatGPT）で生成したイメージです。実在の製品ではありません。

情報の確認日：2026年9月30日