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Androidスマホの電池を長持ちさせる

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はじめに

最初の1年半は地図アプリの実機デバッグによりスマホを酷使した。 また、 0~100%充電もよく行った。

その後、2か月近く(2023年6、7月)電池使用量の節減に努めた。 また、バッテリに優しい20~80%充電に変えた。

2023年8月(1年8か月)の健康度は 92%と推定される。後2、3年バッテリ寿命は来ないであろう。

今後、時々、バッテリ校正のために 0~100% を行い、 その時の accuBatteryの推定電池容量の推移を観測したい。

Xperiaのマニュアルには充電を90%あるいは80%でやめる方がバッテリに優しいが、 その場合、月1回は満充電せよ、といった記述があったように記憶する。 校正されるかどうかは確かでないが、時々は満充電した方がよいだろう。


0~100%充電で校正が行われるかどうかはっきりしない。以前は、10%以下では、もっと減り方が速かったと思うので、 校正されたかも知れない。しかし、電池残量40%以下辺りから内訳計の不明分が電池残量に比して大きくなる。 これは電池残量の誤差によるものかもしれない。

校正しても、充電曲線と放電曲線とは異なり、 放電曲線で電池残量を精確に表すことはできないであろう。電池使用量は目安であり、精度は高くない。

Androidスマホの電池を長持ちさせる方法

Androidスマホの電池を長持ちさせる方法は色々ある[3]。使い勝手が悪くなるものもあるため、採用していないものも多い。

1日のバッテリ使用量が 15~25%であれば、バッテリは5年前後は使えるであろうから、無理する必要はない。

推定電池容量

電池残量について

下図では、電圧範囲は 2.7~4.2V(公称電圧3.7V) となっている。 しかし、現スマホ(Xperia 10 Ⅲ lite)の購入1年8か月後の実測結果では 3.2~4.5V であった。この 3.2V はシャットダウン直前の電圧である。

電池残量(%)は放電曲線から決めている値と思われる。電池により値が多少異なる場合、 出荷時に放電曲線を求めているのであろう。あるいは、電池使用量は目安であり、元々精度の高いものではないのかも知れない。

電圧と電池残量(%)の関係は劣化により変化する。

電池残量は目安であって、精度の高い値ではない」と考えた方がよい。

新たに購入した Androidタブレットにも accuBattery をインストールした。5~98%充電では、推定バッテリ容量は 4,952 mAh であるが、 18~80%充電では 4,124mAh となり、大幅に異なる値になった。やはり、0~100%充電に近くないと、正確な値は得られない。

ネット検索では0~100%充電で校正できるような記事も見かけたが、 スマホ機種(メーカー)に依存し、同じ放電曲線を使い続けるケースもあるかも知れない。

校正方法があっても公開されていない可能性がある。

Windowsタブレットでは校正方法があった。一旦、満充電してから、時間をかけて放電する。 このとき、放電曲線データを校正するものと推測される。その後、満充電して、校正を終える。 スマホで校正できるとしたら、満充電から空になるまでの間、電圧と放電量の関係を計測する必要がある。

とりあえずは、0~100%充電で校正できることを期待して、数か月に一度、これを試みる。

accuBatteryによる推定電池容量

20~80%充電の場合も、 accuBatteryによって推定電池容量が得られるが、 20%、80%には放電曲線の狂いによる誤差が含まれる。 従って、推定電池容量にはこれによる誤差がある。これを繰り返しても、精度は上がらない。 精度を上げるには、0~100%充電に近い充電時の平均値を求める必要がある。 この値が1年でどの程度小さくなる(劣化する)かにより、電池寿命を予測できるであろう。

日常的には 20~80%(15~85%)充電とする。通常、3日程度もつ。 この2か月近く、日毎の電池残量を記録してきた。 平均値は参考になるが、個々の電池使用量は精度が高いものではないので、 日々の電池使用量は気にせず、マクロにとらえた方がよい。

推定電池容量記録

0~100%充電に近いもののみ取り上げる。例えば20~80%充電の場合、20とか80には誤差があるため、精度の高い値が得られない。 アプリaccuBatteryでの計測のため、0%からの計測はできず、測定開始は 1~3%からとなる。

スマホの公称電池容量は4,500mAhであるが、accuBatteryでは 4,380mAh となっている。スマホの設定値を読み込んだものであろう。 シャットダウンにも電力が必要となるため、 0%でも実際には残量はある。100%も電池の限界一杯の値ではなく、まだ、少し余裕のある状態のようである。 また電池によるバラツキも考慮されているのかもしれない。これらのことから、4,380mAh という値が設定されているのであろう。

2023.10.26 2~94%充電 4,055mAh(4055/4380=93%)

シャットダウンを避けて、2%で充電を始め、94%でやめた。

accuBatteryの計測は1,2%からとなるが、2、3か月に一度程度は、0~100%充電(シャットダウンが起こるまでバッテリを使い切り、その後満充電)を行う方がいいだろう。

前回よりいい結果が得られた。色んな要因でばらつく。2%は 1.5以上2.5未満、94%は 93.5以上94.5未満であるから、計算上、最大2%の違いがありうる。

3か月弱の計測では劣化の進み方は観測できない。

2023.10.2 3~95%充電 4,002mAh(4002/4380=91%)

シャットダウンを避けて、2%で充電を始め、95%でやめたが、accuBattery では3%~95%の充電となっている。 95%時点の推定電池容量は8月6日では 4,000mAh であったから、数値上は劣化していないという結果が得られた。

2023.8.16 3~100%充電 4,025mAh(4025/4380=92%)

8月6日の結果とほぼ一致している。現在のバッテリ健康度は92%と推定される。

2023.8.11 23~99%充電 4,112mAh(4112/4380=94%)

電池を使いきってからの充電であったが、 移動中、モバイルバッテリーで充電したため、23%のとき、切断が起きたようである。 76%充電のため、健康度94%は誤差を含む。

2023.8.6 1~100%充電 4,038mAh(4038/4380=92%)

【放電時】

残量7%:-0.8W/-212mA, 0.8%/時、32.0℃、 3,676mV

残量3%:3,547mV、2%:3,483mV、1%:3,255mV、Shutdown:3,226mV

【充電時】

充電9%: 3,876mV、18%: 3,954mV、25%: 3,966mV、39%: 4,006mV、39%: 4,006mV、 63%: 4,117mV、75%: 4,192mV、81%: 4,281mV、87%: 4,361mV、96%: 4,442mV、98%: 4,440mV、 100%: 4,436mV、95%以上では電圧はほぼ同じ(保護回路の働き?)。

推定容量(mAh) 90%: 3,895、93%: 3,950、95%: 4,000、98%: 4,020、100%: 4,038

電池使用量測定記録

2023.11.4~(81%~0%) 2日/0.81=2.5日

6日13時間 standby(3:19)79%, idle 17%, 画面(3:40)25%, MapX 15%, walk 4%, chrome(15) 2%, google 1%, 開発 4%, 他 19% から

2023.11.1~4(83%~20%) 3.0日/0.63=4.8日

3日13時間 standby(1:35)65%[18%], idle 9%, 画面(2:27)16%, MapX 7%, walk 2%, chrome(13) 1%, google 1%, 開発 1%, 他 27% から

2023.10.28~11.1(94%~19%) 3.54日/0.75=4.7日

2023.10.26~28(94%~5%) 1.54日/0.89=1.7日

standby(1:50)22%, idle 5%, 画面(1:42)13%, MapX 19%, walk 2%, chrome(3) 1%, google 1%, 他7%, 不明 19% … 1泊2日

2023.10.23~26(90%~2%) 3.55日/0.88=4.0日

使用量内訳の不明分が大きい。実機デバッグやテザリングなどあまりポピュラーでないものは精度高く計測されていないのかも知れない。

電池残量の精度は高くない。20~80%範囲では5%程度の誤差があるようだ。劣化+誤差で 15%程度になるであろう。 内訳は消費電力で求めている場合、10数%の差が表れても不思議はない。

2023.10.20~23(81%~20%) 2.43日/0.61=4.0日

7日20時40分 standby(2:51)35%, idle 20%, 画面(7:27)46%, MapX 22%, walk 5%, chrome(59)9%, google 4%, 開発4%, 他22% から

2023.10.18~20(81%~20%) 2.51日/0.61=4.1日

5日8時19分 standby(1:58)24%, idle 14%, 画面(4:36)31%, MapX 15%, walk 2%, chrome(39)6%, google 1%, 開発3%, 他16% から

2023.10.15~18(81%~20%) 2.7日/0.61=4.4日

2日16時48分 standby(1:1)12%, idle 7%, 画面(1:45)12%, MapX 8%, walk 2%, chrome(6)1%, google 1%, 開発2%, 他6% から

2023.10.12~15(81%~20%) 2.7日/0.61=4.4日

2023.10.10~12(81%~15%) 2.5日/0.66=3.8日

7日9時間1分 standby(3:43)32%, idle 19%, 画面(4:0)28%, MapX 18%, walk 5%, chrome(9) 2%, google 2%, 開発4%,他17% から

2023.10.6~10(86%~21%) 3.54日/0.65=5.4日

3日20時間5分 standby(2:18)17%, idle 10%, 画面(2:8)16%, MapX 10%, walk 4%, 開発2%,他10% から

2023.10.2~6(95%~20%) 3.83日/0.75=5.1日

2023.9.28~10.2(82%~2%) 4.2日/0.80=5.2日

3日26分 standby(1:57)44%, idle 7%, 画面(1:45)11%, MapX 9%, walk 1%, Chrome(9)1%, Google 1%, 開発1%, 更新3%, 他5% から

2023.9.25~28(81%~20%) 3日/0.61=4.9日

Xperia本体ソフトの更新があった。

2023.9.22~25(82%~18%) 3日/0.64=4.7日

10日14時間21分 standby(3:52)114%, idle 26%, 画面(6:23)43%, MapX 24%, walk 5%, Chrome(32)6%, Google 3%, 開発5%, 他23%から。

アイコンタップで登録情報(画像ファイルなど)を表示するプログラムの実機デバッグで電池使用が増えた。

2023.9.19~22(81%~20%) 2.85日/0.61=4.7日

7日18時間 standby(3:17)70%, idle 19%, 画面(3:58)27%, MapX 17%, walk 5%, Chrome(25)5%, Google 2%, 開発4%, 他12%から。

アイコンタップで登録情報(画像ファイルなど)を表示するプログラムの実機デバッグで電池使用が増えた。

2023.9.15~19(89%~17%) 4日/0.72=5.6日

3日18時間 standby(1:34)49%, idle 9%, 画面(1:42)10%, MapX 4%, walk 1%, Chrome(14)3%, Google 1%, 開発2%, 他5%から。

2023.9.11~15(81%~20%) 3.8日/0.61=6.2日

2023.9.7~11(85%~20%) 3.75日/0.65=5.8日

8日6時間 standby(3:16)78%,idle 19%,画面(4:54)30%,MapX 15%,walk 6%,Chrome(25)5%,Google 3%,開発3%,W-Fi 3%, 他12%から。

2023.9.3~7(85%~15%) 4.41日/0.70=6.3日

3日20時間 standby(1:44)15%,idle 9%、画面(2:30)16%、MapX 11%、walk 2%、Chrome(16)3%、Google 2%、開発2%、他5%から。

4日目は Wi-Fiデバッグで少し手間取った。

2023.8.30~9.3(85%~15%) 3.9日/0.70=5.6日

2023.8.25~30(81%~15%) 4.7日/0.66=7.1日

8日18時間24分から。 standby(2:22)137%[25%]、idle 21%、画面(4:55)29%、MapX 10%、walk 6%、Google 5%、Chrome(16) 5%、開発4%、他10%。

2023.8.21~25(81%~21%) 4.25日/0.60=7.1日

4日13時間30分から。 standby(1:12)121%[15%]、idle 11%、画面(2:24)14%、MapX 4%、walk 3%、Google 3%、Chrome(11) 3%、他 9%。

2023.8.17~21(100%~20%) 4.56日/0.8=5.7日

起動時にOS更新が起きた。WAKELOCKはおさまったようだ。6時間後、使用1%で、standby 10%であった。 standbyの数値は実態を表したものではない。 2日目の就寝時の使用量は初日と同じ1%であった。ディープスリープ時の電池使用量は極めて小さい。

2日目の日中から残量の減り方が大きくなった。 バックグラウンドで何らかのプログラムが動き、ディープスリープが起きなくなったのではなかろうか? 2.4日時点では、使用率の増加は idle の 1%だけである。残りの 7%が standby とは思えない。 8%中の7%は不明である。ただし、standby の [**%] は推測値である。

3日目はバッテリ使用量が予想以上に大きい。OS更新により、学習のやり直しか何かが起こっているのかも知れない。 20~80%充電に変えて安定するまではバッテリ使用量が予想以上に大きい状態が続くかも知れない。

しかし、4日目のバッテリ使用量は予想以上に小さい。

2023.8.11~16(99%~0%) 5.26日

前回は4日目にUSBデバッグを行ったため、1、2%の充電が起きた。 純粋な100~0%放電ではなかったので、校正処理が中断されたかも知れない。 OS処理およびWAKELOCKが起きている。 しかし、2日終盤からは稀にしか起きなくなった。

WAKELOCKでは standby、idle が大きくなっている。アプリの負荷も高くなっているかもしれない。

【WAKELOCK 2023.8.16】

ほぼ1日中WAKELOCKがかかっているのは2日弱であった。しかし、その後も多少はあり、特に、終盤(5日目後半以降)には大幅に増えた。 これにより、使用時間も増えた。バッテリの校正によるものと思うが、もし、そうではなく、今後も続く場合は原因を究明したい。

充電時、再起動が起きた。OSが更新された。WAKELOCKは校正ではなく、OSのアップデートが原因であったかも知れない。

2023.8.6~(100%~) 5.15日

いつもより、電池の使用量が多い。Wakelockという見慣れない項目が現れた。 放電曲線を校正するために、ディープスリープを避けているのかも知れない。 放電曲線が校正される可能性があるので、 0%(shutdownが起きるまで)まで、電池を使いきることにする。

またAndroid OS(その他に含む)の使用量が大きい(2%)。OS が校正処理を行っているのであろう。

スタンバイの数値は相変わらずおかしい。1日目で大きな値となり、2日目で+10%、3日目以降では減少した時もある。 「使用量 ー スタンバイ以外の合計」をスタンバイの使用量とした。

【WAKELOCK 2023.8.10】

WAKELOCKは3日6分、2%となっている。3日間WAKELOCKがかかっていたが、4日目に解除された。 ディープスリープが起きるようになり、4日目以降の就寝時等のバッテリ残量の減り方は緩やかになった。

リファレンス

[1] モバイルネットワークスタンバイ
[2] リチウムイオン電池の劣化診断について(詳報)_No.23
[3] Androidのバッテリーを長持ちさせる方法9選(2022年最新版)
[4]2015年12月20日 DeepSleepに入らない原因と対処【root、xposed】