電池パックはなぜ発火する?

現在、携帯電話などの電池パックとして使用されているものはリチウムイオン電池パックです。

このリチウムイオンの特徴は、高い電圧が得られ、エネルギー密度が濃いこと。
リチウムイオン電池パックを使用すれば、1回の充電で長時間電気機器を使用することができます。

これが携帯電話やノート型パソコンなど小さな機器に対応する電池パックにリチウムイオンが採用されている主な理由。

そして、ニッケル・カドニウム蓄電池(ニカド電池)のように電池を全部使い切らない状態で継ぎ足し充電を行うと、結果的に見かけ上の電池容量が減少するメモリー効果がないこともリチウムイオン電池のすぐれている部分です。


しかし、リチウムイオン電池にもデメリットがあります。それが、充電時に電池の電圧が大きく上昇し、正極、負極が極端に強い酸化・還元状態になってしまうことです。

特に正極では過度に充電すると異常発熱がおこるなど、非常に不安定な状態になりやすいのがリチウムイオン電池の特徴です。

このためリチウムイオン電池を製造するメーカー側は、リチウムイオンはもともと発火するものだという認識をもっています。

問題はいかに発火を防ぐ安全装置を組み込むかです。そこでリチウムイオン電池の場合は、メーカー各社が高度な安全装置の組み込みに力を注いでいます。そのような理由からリチウムイオン電池はほとんど単体で販売、使用されることはありません。異常発熱や発火がないよう安全装置がしっかり組み込まれた電池パックとして販売・使用されているのです。


それではどうして相次ぐ電池パックの発火事故が起こってしまったのでしょうか?

それは、製造過程と使用状況の二つに要因を分けることができます。

まず、ソニー、三洋、松下電池のいずれのリチウムイオン・バッテリ、電池パック回収事故でも、製造過程に一定の欠陥があったことが報告されています。

リチウムイオン電池の安全装置には非常に高度な仕組み、技術、点検が必要。

製造過程のほんのささいなミスにより、電池パック内の絶縁体がショートしやすい構造で出荷すれば、使用環境によって数百度という異常発熱や発火、破裂という事態が起こってしまいます。


しかし、実際に異常発熱、発火などが起こるのは、リチウムイオン電池パックの数百万個に一つです。

使用状況や偶然性などの要因がなければ、安全装置が組み込まれ万全のテストの上製品化されている電池パックが、異常発熱や発火、破裂という事故を起すことはありません。

また、使用状況の要因として、もっとも一般的なのが外側からの衝撃でしょう。

電池パックの外側に加えられた衝撃により、電池パック内の電極の保護板が破壊または曲折されることがあります。その結果、電池パックの絶縁体が断裂しショートを起こし異常発熱するというもの。

このようにリチウムイオン電池の場合、キズやへこみが大きな事故につながりかねないので使用する側にも十分な注意が必要です。



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