リチウム電池のライフサイクル全体の火災のリスク分析と保護

リチウムイオン電池は、エネルギー密度が高く、耐用年数が長いため、家電製品や新エネルギー車でかけがえのない役割を果たしています。しかし同時に、リチウムイオン電池の火災リスクは高く、火災爆発を起こしやすいです。不完全な統計によると、2016年にはリチウム電池業界に関連する37件の火災事故が発生し、リチウムイオン電池の製造、輸送、使用、リサイクルに分散しました。

そのため、著者はリチウムイオン電池のライフサイクルの各段階で予備的な火災リスク分析を実施し、ドイツ保険協会GDVとドイツ専門家が発行したリチウムイオン電池の保護ガイドであるVdS3103の主な内容を共有しています。安全協会VdS。

製造工程におけるリスク

リチウムイオン電池の製造は、化学的および機械的プロセスです。バッテリー内部の電解液は可燃性液体であり、電極は可燃性材料です。バッテリーを作った後、電気テストが必要です。化学段階（最初の充電がアクティブ化される）の間に、内部短絡、液体の漏れ、および過充電のために火災が制御不能になる可能性があります。さまざまな温度に耐えるバッテリーの高温エージング段階も、火災の危険性をもたらします。

リチウム電池のライフサイクル全体の火災に関するリスク分析と保護のガイドライン

ストレージのリスク

半製品または完成したバッテリーの保管を、生産エリアおよび保管倉庫に一元化することができます。たとえば、棚の間隔が狭く、保管密度が高く、火災が発生すると、火災は急速に広がり、爆発しやすくなります。ドイツ保険業協会GDVとドイツ専門家安全協会VdSは、2016年5月にリチウム電池の安全保管に関する発表を行いました。電池は容量の大きさによって分類され、関連する安全ガイドラインが示されました。高さ、面積、間隔、および火災システムの設定が提案されました。要件。詳細については、この記事の後半で詳しく説明します。

輸送のリスク

リチウムイオン電池は主にアジアで生産されており、複雑なプロセスで輸送され、少なくとも3分の1は空輸されます。過去10年間で、米国連邦航空局のFAAは、合計121のバッテリー関連の事故（クラッシュを含む）を記録しましたが、そのほとんどはリチウムバッテリーが原因でした。 2016年4月以降、ICAOは、乗務員と乗客が携帯する電子機器のリチウム電池を除き、旅客機によるリチウムイオン電池（UN 3480）の輸送を禁止しています。

使用中のリスク

リチウム電池は通常の動作状態では安全ですが、電池が過充電、短絡、衝突、浸水すると、爆発の危険があります。効果的に制御できないと、電気自動車の燃焼につながり、乗客の安全を脅かします。

充電中に充電パイルが発火する可能性もあります。エネルギー貯蔵バッテリーは中央に設置されており、大容量です。火災が発生した場合、機器が切断または焼失し、操作できなくなります。

回復プロセスのリスク

回収されるバッテリーの種類は多様であり、状況は不明です。それらは損傷または欠陥がある可能性があります。短絡、漏れ、取水により火炎に巻き込まれやすい。安全対策にもっと注意を払う必要があります。

リチウム電池保護ガイドVdS3103

2016年5月、ドイツ保険協会GDVとドイツ専門家安全協会VdSは、VdS3103の損傷からリチウム電池を保護するためのガイドラインを共同で発表しました。このガイドは、企業の生産および保管エリアでのリチウム電池の保管および供給に関する推奨事項を提供します。著者はガイドの要点を翻訳して要約しました。これらは現在、次のように共有されています。

このガイドでは、リチウム電池は部品ごとにリチウム金属電池（一次電池/一次電池）とリチウムイオン電池（二次電池）に分けられ、容量と重量によって低容量、中容量、大容量の電池に分けられます。 。

例として、一般的なリチウムイオン電池を取り上げます。容量が100Wh以下のバッテリーは低容量、重量が100Wh以上で重量が12kg以下のバッテリーは中容量、重量が100Whを超えるバッテリーおよび/または重量12kg以上の大容量です。

一般的なセキュリティルール

以下の安全規則を常に遵守する必要があります。

メーカーが提供する指示と製品の技術データシートに従ってください

外部短絡を防止します（例：バッテリー端子の短絡を回避します）

内部短絡を防止します（機械的損傷を回避します）

高温や日光などの熱源に直接さらさないでください。

自動消火システムが設置されていない地域では、他の可燃物から2.5m以上の距離を維持してください。

損傷または欠陥のあるバッテリーは、製造および保管場所からすぐに取り外し、一時的に安全な距離の外に置くか、防火システムを備えた別の場所に保管して廃棄してください。

国連規格38.3に従ってテストされたバッテリーのみが正常に保管できます（リスク評価後のプロトタイプ製品を除く）。

特定のセキュリティルール

低容量バッテリー

一般的なセキュリティルールを参照してください。エリア内のストレージの量が多すぎる場合（容量が7立方メートルを超える場合、またはヨーロッパのパレットが6個を超える場合）、中容量のバッテリーを参照してください。

中容量バッテリー

中容量の蓄電池エリアは、他のエリアから5メートル以上離す必要があります。そうでない場合は、構造に難燃対策が採用されています。ストレージをアクセラレータとして機能する他の製品と混合しないでください。保管場所は、有人監視センターに接続された火災検知警報システムによって監視する必要があります。消火システムを使用する場合は、製品データシートで推奨されている消火剤の使用を検討してください。あるエリアのストレージ量が多すぎる場合（60平方メートルを超えるエリアをカバーする、および/またはストレージの高さが3メートルを超える場合）、大容量バッテリーを参照してください。

大容量バッテリー

現在、大容量バッテリーを完全に保護できる信頼できる情報はありません。したがって、それぞれの場合の状況に応じて、保険会社と協議してセキュリティ対策を策定する必要があります。

考えられる対策は次のとおりです。

数量の分離と制限

別の難燃エリアに保管するか、安全な距離を維持してください（5 M以上の間隔）

自動消火システム

生産地域での供給

バッテリーを生産エリアに保管する必要がある場合は、次の条件を満たす必要があります。

ストレージの量を最小限に抑えます（必要な毎日の使用量のみ）

適切な消火器（消火器、消火栓）を準備する

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