リチウムイオン電池が爆発するのはどのような状況ですか？

日常生活では、電気自動車やコンピューターのバックアップバッテリーなど、あらゆる場所でリチウムイオンバッテリーが使用されています。リチウムイオン電池は私たちの生活の一部になります。リチウムイオン電池による事故、特に爆発や火災の発生など、多くの事故が発生しています。

短絡や過充電を避けてください

短絡によるリチウムイオン電池の事故のほとんど。バッテリーのアノードとカソードが非常に小さな抵抗（短絡）で相互に接続すると、バッテリー内部に非常に強い電流と高熱が発生し、サイクル寿命が短くなるだけでなく、バッテリー内部に強い圧力が発生します、そして最後に、外部爆発と火災の発生につながります。 Liイオン電池の化学的性質に基づいて、過放電中、カソードはそれ以上のLiイオンを保持できず、リチウム金属（デンドライトリチウム）になります。デンドライトリチウムがセパレーターを貫通し、短絡して事故を引き起こす可能性があります。したがって、日常生活での短絡や過充電を防ぐようにしてください。幸いなことに、最近のほとんどのデジタル製品には、過充電を防ぐための適切な保護ICが搭載されています。保護回路は、リチウムイオン電池が完全に充電されていることを検出すると、回路を遮断します。ただし、充電器をオンにした状態で携帯電話やその他のデバイスを接続しないことをお勧めします。充電チップであなたの人生を競う必要はありません。

バッテリーに穴を開けるのは非常に危険です。

短絡や過充電と比較して、バッテリーを貫通するのは賢明ではありません。電池内部のリチウムイオンは、破損後、酸素と化学反応を起こし、激しく燃えます。 Li-ionバッテリーの外側やLi-ionバッテリーを搭載したその他のデバイスのゴミ箱ラベルを簡単に実現できます。リチウムイオン電池をポイ捨てすると、環境を汚染するだけでなく、大火を起こしやすくなります。

高温環境、触れないでの加熱、直火は、リチウムイオン電池の爆発と大火につながります。

暑い夏や炎天下の車は、通常よりも高温の環境でリチウムイオン電池を作ります。高温環境下では、リチウムイオン電池を搭載した機器を長時間使用しないようにしてください。バッテリーに触れずに爆発や熱を発生させるには時間がかかる場合がありますが、リチウムイオンバッテリーはそれでも内圧（いわゆるバンプ）を強化します。内圧の上昇を防ぐため、電源を切り、電池の使用を中止してください。次に、新しいバッテリーを交換します。

次の状況では、バッテリーが爆発します。

過充電

保護回路が制御を失ったり、バッテリーテストキャビネットが制御を失ったりすると、充電電圧が5Vを超え、電解液が崩壊し、バッテリー内部で激しい反応が起こり、圧力が急激に上昇し、最終的に爆発します。

過電流

保護回路が制御を失うか、バッテリーテストキャビネットが制御を失うと、Li-ionは挿入に失敗し、セパレーターを通過するポールピースの表面でリチウム金属になります。アノードとカソード間の短絡は爆発を引き起こします（めったに起こりません）。

超音波溶接プラスチックアウター

プラスチックの外側を超音波溶接すると、装置は超音波エネルギーをセルに送信します。超音波エネルギーがバッテリー内部のセパレーターを溶かします。アノードとカソード間の短絡は爆発を引き起こします。

スポット溶接

スポット溶接時の強電流により内部が短絡します。アノード接続カソードは直接短絡します。それらの両方が爆発につながる可能性があります。

過放電

過放電または過電流放電（3C以上）は、銅箔を簡単に溶かしてセパレータに堆積する可能性があります。アノードとカソード間の短絡は爆発につながります（めったに起こりません）。

振動して地面に落ちる

激しく振動したり、地面に落ちたりすると、セル内でポールピースが脱臼します。短絡は爆発につながります（めったに起こりません）。

4.2 Vを超える電圧の後、副作用が発生し始めます。過充電が高いほど、危険性が高くなります。リチウムイオンの数は、4.2Vを超える電圧の後、アノード材料内で半分未満になります。この時点で、ストレージシステムは破壊され、バッテリーの容量は永久に減少します。充電を続けると、カソードの蓄電池がリチウムイオンで満たされているため、リチウム金属がカソード材料の表面に付着します。これらのLi原子は、カソードの表面からLiイオンの到来方向にデンドライトまで伸び、セパレーターペーパーを貫通して、アノードとカソードの間の短絡を引き起こします。短絡する前に爆発することがあります。電解液等が破裂してガスが発生し、バッテリーアウターや圧力弁が破損するためです。酸素が電池に入り、陰極表面のリチウムイオンと化学反応を起こします。最後に、爆発が起こります。

したがって、充電中に電圧の上限を設定すると、バッテリーのサイクル寿命、容量、および安全性を確保できます。充電電圧の理論上の上限は4.2Vです。放電時には下限も必要です。電圧が2.4Vを下回ると、材料の一部が破壊されます。バッテリーはそれ自体を放電する可能性があり、時間の経過とともに電圧が低下するため、2.4Vまでバッテリーを放電しないでください。 3.0Vから2.4Vまでの放電期間中、放電エネルギーは容量の3％にしか到達できないため、3.0Vは理論上の放電カットオフ電圧です。また、充電・放電時の電流制御も必要です。リチウムイオンは材料の表面に付着しますが、過電流時に蓄電池には入りません。

Liイオンが電子を得ると、Li原子結晶が材料の表面に形成されます。過充電と同じくらい危険です。アウターが壊れた場合、バッテリーが爆発します。したがって、リチウムイオン電池の保護には、少なくとも、充電電圧の上限、放電電圧の下限、および電流の上限が含まれます。一般的に、上記の保護を提供するバッテリーパックのセルを除いて、内部には保護ボードがあります。ただし、保護板だけで保護するだけでは不十分です。世界的なリチウムイオン電池の爆発事故はまだ発生しています。バッテリーシステムのセキュリティを確保するには、爆発の原因をより深く分析する必要があります。

大きな内部分極

ポールピースはすすり、電解質と化学反応を起こし、ガス気球を生成します。

電解質の品質、性能の問題

注入液の量が技術的要件に達することができません。

組立工程でのレーザー溶接のシール性能が悪く、ガス漏れ試験中に空気漏れがあります。

ほこり、ポールピースのほこりは微小短絡を引き起こします。

正極と負極は加工範囲よりも厚いため、アウターに入れるのが難しいです。

液体注入のシールの問題により、鋼球のシール性能が悪いとガス気球が発生します。

外側の素材が厚すぎて、通常の厚さを固定できません。

過熱した環境も爆発の主な理由です。