リチウム電池のライフサイクル火災リスク分析

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の分野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は火災の危険性が高く、発火や爆発を起こしやすい傾向があります。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とドイツ専門安全協会VdSが発行したリチウム電池損失防止ガイドVdS3103の主な内容を共有しています。

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。電池内部の電解液は引火性液体で、電極は可燃性物質です。バッテリーを作った後、電気テストが必要です。形成段階（つまり、最初のチャージがアクティブ化される）では、内部短絡、液体漏れ、および過充電により、熱暴走火災が発生する可能性があります。さまざまな温度でのバッテリーの高温エージング段階も、火災の危険をもたらします。

ストレージのリスク

生産エリアと保管倉庫の両方に、半製品または完成品を一元的に保管する可能性があります。棚の間隔が狭く、保管密度が高い場合、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。ドイツ保険業界協会GDVとドイツ専門安全協会VdSは、2016年5月にリチウム電池の安全保管の発表を発表しました。電池は容量に応じて分類され、関連する安全ガイドラインが示されました。煙突の高さ、面積、間隔、火災システムの設定が提案されました。リクエストを待ちます。この記事では、詳細については後で詳しく説明します。

輸送中のリスク

リチウム電池は主にアジアで生産されており、輸送プロセスは複雑で、少なくとも3分の1は空輸されています。過去10年間で、FAA FAAは、主にリチウム電池が原因で、電池に関連する合計121件の事故（衝突を含む）を記録しました。 2016年4月以降、ICAO 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（UN3480）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使用状態では安全ですが、電池が過充電、短絡、衝突、または侵入すると、火災や爆発の危険があります。効果的に制御できないと、電気自動車が燃える可能性があり、乗客の安全を脅かします。

充電中に充電パイルに点火することも可能です。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、機器の電源が切れたり、焼失したりして、操作できなくなります。

リサイクル中のリスク

回収されるバッテリーの種類はさまざまで、状態は不明であり、損傷または欠陥がある可能性があります。ショート、液漏れ、水の浸入などにより発火しやすいため、より安全対策を講じる必要があります。

リチウム電池損失防止ガイドVdS3103

2016年5月、ドイツ保険協会GDVは、ドイツ専門安全協会VdSと協力して、リチウム電池損失防止ガイドVdS3103をリリースしました。このガイドは、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損失防止に関する推奨事項を提供します。著者は、ガイドの焦点を翻訳して要約しました。次に、以下を共有します。

このガイドでは、リチウム電池はリチウム金属電池（一次電池/一次電池）とリチウムイオン電池（二次電池）に分類され、容量と重量によって低容量、中容量、大容量の電池に分類されます。

一般的なリチウムイオン電池を例にとると、容量が100Wh以下の電池は低容量であり、重量が100Wh以上12kg以下の電池が中程度である。容量、100Wh以上の容量および/または12kgを超える重量は大容量です。

リチウム電池ライフサイクル火災リスク分析および損失防止ガイド

一般的なセキュリティルール

次の安全規則を常に遵守する必要があります。

製造元の使用説明書および製品の技術データシートに従ってください

外部短絡の防止（バッテリー端子の短絡の回避など）

内部短絡を防止します（機械的損傷を回避します）

日光などの高温または熱源の放射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場所では、他の可燃物から少なくとも2.5メートル離してください。

損傷または欠陥のあるバッテリーを生産および保管エリアからただちに取り外したり、一時的に安全な距離の外に置いたり、防火システムが設置されている別のエリアに保管したりしてください。

UN38.3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

一般的な安全規則に従ってください。エリア内のストレージの量が多すぎる場合（7立方メートルを超えるまたは6つを超えるヨーロッパのパレット）、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

中容量のバッテリー保管エリアは、他のエリアから少なくとも5メートル離れている必要があります。そうでない場合、構造は難燃性である必要があります。燃焼促進剤として作用する他の製品との混合は避けてください。保管場所は、監視対象の監視センターに接続されている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容量が大きすぎる場合（60平方メートル以上のエリアをカバーする、および/または3メートルを超えるストレージ）、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適切に保護するための信頼できる情報はありません。そのため、それぞれの状況に応じて保険会社と協議の上、セキュリティ対策を講じる必要があります。

考えられる対策は次のとおりです。

量を分離して制限する

別の難燃エリアに保管するか、安全な距離（5メートル以上）を維持してください

自動消火システム

生産エリアでの供給

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（毎日の使用量のみを保存します）

適切な消火設備（消火器、消火栓）を準備する

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