温度はリチウムイオン電池の安全性にどのように影響しますか

序章

リチウムイオン電池は、さまざまなツール、機械、自動車、および最先端技術に電力を供給するため、周囲温度が電池の安全性と機能にどのように影響するかを理解することが重要です。リチウム イオン バッテリー内の温度は室温の影響を直接受ける可能性があり、バッテリーの性能と安全性に影響を与えます。このブログ投稿では、温度がリチウム イオン バッテリーに与える影響と、これがバッテリーの取り扱い、充電、保管方法に与える影響について説明します。

リチウムイオン電池はなぜ熱くなるのですか?

バッテリーは、さまざまな理由で暖かく感じたり熱くなったりする場合があります。

バッグや引き出しなどの外部でバッテリーがショートすると、ショートする可能性があります。

バッテリーが他の金属機器と一緒にどこかに保管されていた可能性があります。そのシナリオでは、金属部品がバッテリーのプラス極とマイナス極の間にブリッジを形成した可能性があります。バッテリーは外部短絡を経験し、これが発生すると大量の熱を発生します。他の金属部品と接触しないように、バッテリーをバッグに入れるか、バラバラにして引き出し、ハンドバッグ、またはこのような状況に保管することをお勧めします。

内部ショートは、落下などでバッテリーに大きな衝撃が加わった場合に起こります。

この例では、ショッカーからの衝撃が地獄の短絡を引き起こした可能性があります。バッテリーが熱くなり、高電流放電が発生します。バッテリーを激しい衝撃から保護することをお勧めします。使用時：電池ボックスへの電池の入れ方を間違えたり、端子の位置がずれたりした場合に起こります。さらに、短絡、強制充電、およびバッテリーの加熱はすべて潜在的な結果です。単純に加熱している場合は、デバイスからバッテリーを静かに取り外し、冷却してから廃棄してください。冷却後、このバッテリーは再使用しないでください。

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リチウムイオン電池が不安定になる温度は？

簡単に言えば、バッテリー セル内で行われる化学プロセスは、リチウム イオン バッテリーが保管されている温度の影響を直接受けます。

リチウムイオンバッテリーのエネルギーと電力容量は、非常に低い温度で低下する可能性があります。ただし、バッテリーの内部温度が高いと、周囲温度が高くなり、バッテリーの性能と電力容量が低下することもあります。

周囲温度が高いと、この問題に加えて、追加の問題と危険性も生じます。リチウムイオン電池は、一定以上の温度になると熱暴走することがあります。

バッテリーセルの放熱能力を超えると、熱暴走が発生します。高温はバッテリーの発熱反応を引き起こす可能性があるため、熱暴走を引き起こすことがよくあります。

反応による熱生成の増加の結果、バッテリーが破壊される可能性があり、職場での火災や爆発を引き起こす可能性もあります。

組織内にリチウムイオン電池をたくさん保管していますか?また、カスケード熱暴走の問題についての知識も必要です。これは、損傷したバッテリーに直接接続されていない近くのバッテリー セルも高温で劣化した場合に発生します。この熱暴走のカスケード効果は、衝撃を受けたバッテリー セルがすでに引き起こしている重大な火災や爆発のリスクをさらに高めます。

リチウム イオン バッテリーの火災は、熱く、急速に広がり、消火するのが非常に難しいことで有名です。リチウム電池の火災から大量の有毒ガスが放出される可能性もあり、人間の健康を危険にさらします。事業所でこのような事故が起こらないように、あらゆる安全対策を講じる必要があります。組織内にリチウムイオン電池をたくさん保管していますか?また、カスケード熱暴走の問題についての知識も必要です。これは、損傷したバッテリーに直接接続されていない近くのバッテリー セルも高温で劣化した場合に発生します。この熱暴走のカスケード効果は、衝撃を受けたバッテリー セルがすでに引き起こしている重大な火災や爆発のリスクをさらに高めます。

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リチウムイオン電池はどのくらいの温度に耐えられますか?

リチウムイオン電池の理想的な保管場所は、涼しく乾燥した環境で 15°C です。リチウム イオン セルの動作温度は通常、摂氏 5 ～ 20 度です。 0°C などの十分に低い温度では、バッテリー内部の化学反応が遅くなるため、容量が失われる可能性があります。過熱した環境は、火災や爆発などの危険につながる可能性があります。

あらゆる種類の危険な化学物質や製品と同様に、リチウム イオン バッテリーの取り扱い、充電、保管の際には、常に製造元の指示を読み、それに従うことが重要です。パフォーマンス、寿命、および安全性は、温度の影響を受ける 3 つの重要なバッテリー特性です。ただし、これらの対策が温度によって影響を受ける程度はさまざまです。極端な暑さは、極端な寒さとは異なる方法でバッテリーに影響を与えます。最初に、バッテリーの性能が高温によってどのように影響を受けるかに注目しましょう。

熱の影響

バッテリー内部で起こる化学反応は、温度上昇の影響を受けます。バッテリーの温度が上昇すると、バッテリー内部の化学反応が加速します。リチウム イオン バッテリーの温度が高いと、パフォーマンスが向上し、バッテリーの蓄電容量が増加します。 Scientific Reports に掲載された研究によると、温度を華氏 77 度から華氏 113 度に上げると、最大ストレージ容量が 20% 増加しました。ただし、この改善されたパフォーマンスには、バッテリーの寿命が時間とともに短くなるという欠点があります。同じ研究によると、バッテリが 77 度ではなく 113 度で充電された場合、寿命の低下はより高い温度で著しく顕著であることが示されました。 77 度では、バッテリーの性能は最初の 200 サイクルで 3.3% しか低下しませんでした。 113 度では 6.7% 下がりました。

風邪の影響

氷点下の温度に長期間さらされると、バッテリーの効率と安全性に大きな影響を与えます。バッテリーの内部抵抗は、温度が下がると上昇します。その結果、バッテリーは充電するのにより多くの作業を行う必要があり、容量が減少します。バッテリーの化学的性質が異なれば低温に対する反応も異なり、容量の損失は充電率と放電率にも依存することを覚えておくことが重要です。たとえば、0°F では、鉛蓄電池は公称容量の半分しか提供できない場合があります。使用しているバッテリーの種類によって、バッテリーの動作温度が異なる場合があります。たとえば、リチウム イオン バッテリーは 32°F から 113°F の間で充電でき、-4°F から 140°F の間で放電できます (ただし、このような高温レベルで操作すると、前述の問題に遭遇します)。 .しかし、-4°F から 122°F まで、鉛蓄電池は充放電される可能性があります。バッテリーが耐えられる充電温度を理解することは非常に重要です。バッテリーが推奨温度で動作しない場合、イオン結合がよりゆっくりと発生するため、充電許容量が減少します。高電流が要求されると、圧力が上昇し、密封されたバッテリーが爆発する可能性があります。