リチウム電池の安全基準に関する議論

前書き

リチウム電池は、過去10年間で、ほぼすべての家庭で非常に一般的になっています。私たちはそれらを使用して、携帯電話、ラップトップ、さらには一部の車に電力を供給しています。これらのバッテリーは、充電式ストレージデバイスの業界標準になっています。リチウム電池は、業界に望ましくないメディアの注目を集めている注目を集めるイベントのために精査されています。リチウムイオン電池の火災や事故が発生しており、リチウム電池の安全性が問題となっています。循環している細胞はとてもたくさんあります。最悪のことは、不正な製造業者が、高い需要を利用するために受け入れられている業界標準に従わないことによって手抜きをしていることです。

これらのバッテリーは本質的に安全ではなく、取り扱いを誤ったり、製造が不十分な場合に公衆に危険を及ぼす可能性があるという認識から、さらなる規制の必要性が高まっています。新しい規制の施行には時間がかかりますが、現在施行されている規制は、リチウムイオン電池の品質を向上させるために作成されました。

なぜリチウム電池の安全基準を知る必要があるのですか？

リチウム電池は、他の電池よりもエネルギー密度が高くなっています。彼らは小さなパッケージにかなり多くのエネルギーを詰め込んでいるので、彼らは人気がありません。それらの化学的性質により、可燃性電解質を含み、加圧されたままであるため、特定の条件下で発火する可能性が高くなります。これにより、使用、保管、および取り扱いに関する新たな課題が生じます。

いくつかの研究によると、物理的損傷、短絡や過充電などの電気的乱用、および高温への暴露は、熱暴走を引き起こす可能性があります。熱暴走とは、隣接するセルの連鎖反応による熱暴走を引き起こす可能性のある発熱化学反応による急速な自己発熱を指します。

また、製造プロセスにおける汚染物質や欠陥を含む可能性のある製造業者の欠陥は、熱暴走につながる可能性があります。その場合、反応により有機電解質が蒸発し、セルケーシング内の圧力が上昇します。ケースが破裂または故障した場合、セル内の可燃性および有毒ガスが放出されます。可燃性電解液が発火する恐れがあります。

反応の重症度は、一般に、バッテリーのサイズ、化学的性質、構造、バッテリーの充電状態など、いくつかのパラメーターによって異なります。重大なバッテリー反応のほとんどは、可燃性電解液などの同じ危険な成分の放出につながります。有毒ガスと飛散物。ほとんどの場合、電解液とケーシング材料の持続的な燃焼があります。

リチウムイオン電池の爆発は、人的損害や物的損害を引き起こす可能性もあります。したがって、これらのバッテリーを注意深く取り扱い、使用し、保管する方法を知るためには、リチウムバッテリーの安全基準を知ることが重要です。

リチウム電池の火は消しにくいです。水でバッテリーの火から炎を消すことは可能ですが、水は熱暴走を止めないので、炎はしばしば戻ります。飛行機では、過熱したバッテリーから放出されたガスが爆発を引き起こし、抑制システムを無効にする可能性があります。

リチウムイオンが利用可能な最も成功した安全な電池化学の1つであることを認めることは間違いありません。毎年20億個のセルが市場にリリースされています。コバルトカソードを備えたリチウムイオン電池は、ニッケルベースのバッテリーの2倍、鉛蓄電池の4倍のエネルギーを保持します。リチウム電池はメンテナンスの少ないシステムであり、他のほとんどの化学薬品にはない利点です。バッテリーにはメモリがないため、寿命を延ばすために定期的なサイクリングは必要ありません。

リチウム電池の安全基準のガイド

携帯電話、デジタルカメラ、ラップトップ、懐中電灯ではリチウムイオン電池の使用率が高くなっています。使用率が高いと、問題が発生する可能性があります。 20万回に1回の故障率が、DellとAppleによって製造されたラップトップで使用された約600万個のリチウムイオンパックのリコールを引き起こしたと言われています。熱関連の障害は非常に深刻に受け止められており、メーカーは、そのような障害のあるバッテリーを備えたデバイスをリコールすることが最善であると考えています。デバイスをリコールしてバッテリーを交換するという決定は、消費者を安心させ、訴訟の必要性を排除します。

リチウム電池は安全に使用でき、熱に関連する故障はまれであることを理解する必要があります。メーカーは、3層の保護を追加することにより、この高い信頼性を実現しています。最初の層は、エネルギー密度と安全性の機能的平衡を達成するために活物質の量を制限する層です。第2層には、セル内にさまざまな安全メカニズムを含めることが含まれます。 3つ目は、バッテリーパックに電子保護回路を追加することです。

これらの保護層はいくつかの方法で機能します。セルに組み込まれ、大電流サージを防ぐための保護を提供するPTCデバイスがあります。過度に高い充電電圧がセル内圧を上昇させた場合に電気経路を開く回路遮断装置（CID）があります。最後に、安全ベントにより、セル内圧が急激に上昇した場合にガスを制御して放出できます。

セルの外部にある電子保護回路は、セルの充電電圧が必要なレベルである4.30Vに達すると、スイッチを開きます。セルの温度が90°Cに近づくと、ヒューズが電流を遮断します。

故障した充電器または静電気がバッテリーの保護回路を破壊した場合、リチウムバッテリーの大きな懸念が生じます。このような損傷が発生した場合、ユーザーが気付かないうちに、ソリッドステートスイッチがアクティブな位置に永久に溶断する可能性があります。ただし、保護回路に障害のあるバッテリーは正常に機能しますが、乱用に対する保護は提供されません。

もう1つの安全上の懸念は、低温充電です。民生用リチウムイオン電池は、摂氏0度未満で充電することはできません。バッテリーは正常に充電されているように見える場合がありますが、氷点下の充電中にアノードに金属リチウムのメッキが発生します。メッキは永久的であり、元に戻すことはできません。これが繰り返し発生する場合、そのような損傷はバッテリーの安全性を損なう可能性があり、衝撃、押しつぶし、または高速充電にさらされた場合にバッテリーが故障しやすくなります。

低価格のために携帯電話ユーザーに人気のある多くの非ブランドバッテリーを製造している不正なメーカーがあります。これらのバッテリーの多くは、主要ブランドの同等品と同じ高い安全基準を提供していません。あなたが支払うものを手に入れることを忘れないでください、したがって賢明な買い手はもう少しお金をかけて、バッテリーを承認されたモデルと交換することをいとわないはずです。

市場での安全でないバッテリーのリリースを防ぐために、ほとんどのメーカーは、承認されたバッテリーパックアセンブラーにのみリチウムバッテリーを販売しています。承認された安全回路を含めることは、購入要件の一部を形成します。安全上の注意は、ラップトップのバッテリーパックなどの大型のリチウムイオンバッテリーでは特に重要です。大きなバッテリーの危険性は、万が一の場合に携帯電話パックのような小さなバッテリーよりもはるかに大きくなります。多くのラップトップメーカーが各バッテリーに秘密のコードを持っており、一致するコンピューターだけがアクセスできるのはこのためです。これにより、ブランド名以外のバッテリーが市場に浸透するのを防ぎます。

リチウム電池の安全性のために他に何ができますか？

すべてのリチウム電池ユーザーは、これらの電池の安全性について何かをすることができます。バッテリーに何をするかによって、安全を確保しているかどうかが決まります。リチウム電池の安全性を確保するためにできることの1つは、ストレージです。バッテリーは可燃物から離して保管する必要があります。バッテリーは、新鮮な細胞が枯渇した細胞から分離されている涼しい乾燥した場所に保管する必要があります。また、長期保管のためにデバイスからバッテリーを取り外す必要があります。

もう一つは充電の練習です。長期間保管する前に、バッテリーを容量の約50％まで充電または放電する必要があります。充電中または操作中に、バッテリーが異常な臭い、過熱、膨張、または異常な動作をする場合は、すぐにバッテリーを切断する必要があります。充電が完了したら、必ずすぐに充電器からバッテリーを取り外してください。バッテリーを過充電または過放電しないでください。

バッテリーのケーシングや接続を損傷しないように、バッテリーまたはバッテリー駆動のデバイスは慎重に取り扱う必要があります。電池は、導電性物質、水、強酸化剤、強酸から遠ざける必要があります。また、バッテリーを直射日光、高温の表面、または極端な温度の場所に置かないでください。

結論

リチウム電池は私たちの生活にとても役立ちます。非常にまれなイベントで発生する火災のため、害はほとんどありません。リチウムイオン電池は、この技術の進歩と研究により、特に現在安全に使用できます。バッテリーを適切に取り扱い、使用していることを確認することで、安全性とリチウムバッテリーの安全性を確保できます。