携帯電話のリチウム電池が「爆弾」になるのはなぜですか？

サムスンのフラッグシップであるギャラクシーノート7は、そのパフォーマンスやデザイン（もちろん、ノート7のパフォーマンスとデザインは確かに優れています）のためではなく、発売直後にリリースされたため、しばらくの間話題になっています。つまり、内蔵バッテリーには重大な安全上の問題があり、理由もなく爆発する可能性は通常の範囲をはるかに超えていることがわかりました。

事件が発生したとき、サムスンは大きな打撃を受け、無数のお金を失いました。エレクトロニクスの消費者、そしてあらゆる分野の人々でさえ、「変化について話し始める」ようになりました。これは、一部の航空会社による最近のサムスンの携帯電話の民間航空の危険物としての定義によるものです。それは行動から明らかです。

しかし、繰り返しになりますが、電子機器が日常生活で爆発することは珍しくありません。それでは、消費者にサービスを提供するはずのデバイスが突然「爆弾」に変わった場合はどうなるでしょうか。この記事の化学的解釈を見てみましょう。

それらはすべてリチウム電池ですが、なぜそんなに違うのですか？

今日、電子製品の大部分は「リチウム電池の時代」に入っています。リチウム電池は、使用経験の豊富な電池として、長寿命、大容量、低コストであり、広く歓迎されています。それは完全に合理的です。

しかし、多くの種類の電池を「リチウム電池」と呼ぶことができますが、リチウム電池とリチウム電池には大きな違いがあることをご存知ですか？

実際、リチウム電池は、従来のリチウムイオン電池とリチウムイオンポリマー電池の2つのカテゴリに大別できます。それらには、異なる多くのプロパティがあります。

従来のリチウムイオン電池：

このような電池の代表的なものは、さまざまな「充電の宝物（モバイル電源）」に頻繁に登場する1,8650個のリチウム電池です。外観特性（直径18mm、高さ65mm、円筒形）にちなんで名付けられました。低価格で耐久性に優れていることから、今日のリチウム電池市場では「戦闘機」となっています。

従来のリチウムイオン電池は、他の従来の電池と同様に、電子の移動に関与する電解質を含んでいます（電池の充電と放電は本質的に電子方向移動プロセスであるため）。 ）、そして電解質を保護する責任があるハードシェル。

リチウムイオンポリマー電池：

現在、携帯電話、タブレット、ほとんどのラップトップなどのすべての携帯用電子製品は、このタイプのバッテリーを使用しています。

リチウムイオンポリマー電池は、ポリマーシリーズの電池構造を使用しているため、必要な液体電解質は少量です。したがって、このタイプのバッテリーは保護のためにハードシェルを必要としません。形状に制限はなく、梱包量を大幅に削減できます。

これらの特性に基づいて、リチウムイオンポリマー電池は、軽量性を求め、機器の厚みを必要とする一部の電子製品に多く装備されており、従来のリチウムイオン電池に取って代わる傾向があります。

リチウム電池が「爆弾」になったのはなぜですか？

記事の冒頭で説明したSamsungGalaxy Note7の爆発で、Samsungは後に、携帯電話の爆発がリチウム電池の設計上の欠陥、および近年の電子製品の爆発（ 2006年のSonyラップトップコンピューター）。結局、ソニーは問題のある製品の世界的なリコールを実施しました。）例外を除いてすべてはリチウム電池の爆発でした。

化学的観点から、リチウム電池の爆発には多くの理由があり、その理由のかなりの部分はメーカーの設計上の欠陥に大きく関係しています。

バッテリーの爆発の重要な原因はバッテリーの短絡であることがよく知られています（つまり、バッテリーが配置されている回路には電気機器がなく、短時間でバッテリーを流れる電流さえありません時間は長すぎます）。バッテリーが短絡しているか過充電されているか（リチウムバッテリーの爆発のもう1つの重要な原因、つまり、バッテリーの充電電圧が設定された上限よりも高い）、リチウムバッテリーは大量の熱を蓄積し、短時間でガス（リチウム電池が動作します。ガスを生成します）。

このように、リチウム電池は圧力を解放するために、内部圧力解放装置を作動させるか、そのシェルを直接分割し、これらの条件の両方により、電池の内部材料が空気に直接接触して燃焼を引き起こします。

一般に、リチウム電池の爆発燃焼が外部回路の故障に起因することはめったにありません。つまり、リチウム電池の爆発燃焼イベントの大部分は、電池内部の設計上の欠陥に起因します。

例えば、上記のソニーノートパソコンの爆発では、問題のある電池の電解液部分が金属不純物として検出されました。また、金属不純物による予期せぬ導電率により、内部が短絡して爆発した。

偶然にも、ボーイング787航空機のリチウム電池の火災は、航空機の電池の特殊な環境での電解質の性能にも関係しており、内部短絡を引き起こしました。

もちろん、2回のリチウム電池の爆発は従来のリチウムイオン電池の両方に関係し、サムスンギャラクシーノート7の爆発の「主人公」はリチウムイオンポリマー電池だったので、リチウムイオンポリマー電池はそのようなイベントにありました。何がそんなに特別なのですか？

実際、一般的にリチウムイオンポリマー電池はハードシェルを備えておらず、激しい爆発や燃焼の可能性が大幅に減少しています。このようなバッテリーが爆発事故を起こした場合、通常示されているシェルの耐衝撃性が低いため、事前に爆発します。爆発後の遅い燃焼。

ただし、リチウムイオンポリマーセルの高度な形状変動により、機器メーカーはより自由な設計スペースを確保できるだけでなく、多くの場合、バッテリーコンポーネントの追加設計が必要になります。このように、バッテリーパックの設計が合格しないことは避けられず、ひいては事故の原因となります。

サムスンギャラクシーノート7の爆発では、製造プロセスに大きな欠陥があるバッテリーが爆発の原因である可能性が高いと当初は判断されていました。

爆発の繰り返しを避ける方法は？

サムスンは不良バッテリーを搭載した製品のリコールを開始しましたが、ブランドイメージ、価値、企業の評判へのダメージなど、事件の影響は取り返しのつかないものになるはずです。この事件は、リチウム電池の開発の歴史における主要な安全事件の1つに含まれることもあります。

その場合、事故の再発を防ぐためにどこを改善する必要がありますか？

今日、リチウムイオンポリマー電池は広く宣伝されています。主要なリチウム電池メーカーがしなければならない最も重要なことは、間違いなく電池の安全性の管理を強化することです。これは、厳格な製品工場検査、新製品テスト、および適切なレート制御を実行する必要があるだけでなく、バッテリーの設計作業と入力を残すこともできません。

結局のところ、理論的には、完全に認定されて設計および製造されたバッテリーは、長期間使用した後の事故の可能性が非常に低くなります。事故が発生してもメーカーの評判を損なうことはありません。ただし、これらのリンクでバッテリーに大きな問題がある場合、メーカーは高額を支払うことになります。

消費者にとって、適切なリチウム電池を選択し、適切な環境で正しく使用することは、事故を防ぐための鍵です。

一部の消費者はしばらくの間貪欲で、さまざまな種類の不規則なバッテリーを選択します。実際、それらは将来の使用のために隠れた危険をもたらしました。同様に、完全に認定されたリチウム電池が適切な環境（異常気象、水、高温での電池の使用など）で消費者によって使用されていない場合でも、または不適切な方法で電池を処理する（リチウム電池の粉砕や切断など）事故につながる可能性があります。

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