南京のバスが乗客の持っていたリチウム電池の発火により火災に！リチウム電池はなぜ常に自然発火するのでしょうか?

最近、リチウム電池の爆発・発火に関するニュースが話題になりました。状況としては、乗客が持っていたリチウム電池が発火したためにバスが火災に見舞われ、多数の死傷者が出たというもの。

以前にも杭州市で電動自転車の走行中にリチウム電池が突然発火し、自転車に乗っていた父と娘が重度の火傷を負うという監視カメラの映像があった。その光景は悲痛なものでした。

ニュースのスクリーンショット

広く世間の注目を集めているこれらのより深刻な事故に加えて、リチウム電池による火災の報告も散発的に見られます。

こうなると、人々は少々不安にならざるを得ません。結局のところ、携帯電話からノートパソコン、電動自転車から新エネルギー車まで、私たちの日常生活ではリチウム電池の応用はいたるところにあると言えます。リチウム電池なしでは生活できませんが、リチウム電池を使用すると安全上のリスクが生じる可能性があります。では、リチウム電池を正しく使用し、安全を確保するにはどうすればいいのでしょうか?

今日は一緒に学んでいきましょう。

なぜリチウム電池を使わなければならないのですか?

リチウム電池は、高い電力密度、軽量、そして環境に優しいことから、電気自動車やその他の多くの電気機器の好ましい電源となっています。

リチウム電池（写真提供：著者）

中国電子標準化協会（CESA）の統計によると、2020年に中国の新規電気化学エネルギー貯蔵設備容量の97.1％をリチウム電池が占め、市場で一定の優位性を与えている。

リチウム電池は本当に安全なのでしょうか?なぜ爆発して火災が発生したのでしょうか?

リチウム電池はなぜ爆発するのでしょうか?

リチウム電池は主に正極と負極の間のリチウムイオンの移動を利用して充電と放電のプロセスを実現します。原則として、リチウム電池の爆発を引き起こす主な要因は、過充電と短絡です。

ギャラリー内の画像は著作権で保護されています。転載して使用すると著作権侵害の恐れがあります。

過充電は主にリチウム電池の充電プロセス中に発生します。バッテリーの抵抗により、充電プロセス中にバッテリー内に大量の熱が蓄積されます。リチウム電池内の保護装置は、電圧を検出することで過充電に対してある程度の保護を提供できます。

しかし、過充電時間が長すぎて電圧が高すぎる状態が続くと、リチウムイオン電池内部でデンドライト短絡が発生しやすくなり、リチウム電池の温度と圧力が上昇し続け、爆発や火災の危険が生じます。

短絡は主にリチウム電池の使用中に発生します。リチウム電池は使用中に電池自体の温度が上昇し続け、電池も正常な放熱を維持します。

外部要因によりバッテリーの温度が高すぎると、バッテリーのダイヤフラムが損傷してショートが発生しやすくなり、内部に過度の熱が蓄積され、連鎖的な化学反応が引き起こされ、バッテリーが爆発して燃えてしまいます。

そのため、リチウム電池は安全ではないので、早めに鉛蓄電池に交換した方が良いと言う友人もいます。それは本当ですか、それとも嘘ですか?続きを読む...

鉛蓄電池はより安全ですか?

鉛蓄電池は、電気自動車、通信基地局、一部のポータブル機器に使用されます。

リチウム電池と比較すると、鉛蓄電池の管理システムには充電中の過充電保護が欠けており、多くの充電器はフル充電後に電源を切ることができません。過充電時の爆発の可能性はリチウム電池よりも高くなります。さらに、鉛蓄電池の電解液は腐食性の高い硫酸です。液漏れや爆発が起こった場合、その被害はリチウム電池よりも大きくなります。

一般的に、鉛蓄電池はリチウム電池ほど安全ではありません。

日常生活においては、腐食を防ぐために鉛蓄電池と金属製品との直接接触を避ける必要があります。同時に、過度の温度上昇や火災を防ぐために、バッテリーと熱源の直接接触を避ける必要があります。

許可なくバッテリーを交換するのはどれくらい危険ですか?

バッテリーサイズが変化すると、内部のバッテリーが振動しやすくなり、バッテリーの寿命に影響を及ぼします。リチウム電池と鉛蓄電池の充電器は汎用的ではなく、混ぜて充電すると安全上の危険が生じます。

バッテリー接続を個人的に改造した場合、安全基準に完全に準拠していることを保証することが難しく、動作中に短絡や爆発の危険があります。

電気自動車のバッテリーの一般的な寿命は1〜2年です。充電中にバッテリーが極端に熱くなったり、バッテリーの膨らみやバッテリーケースの損傷など、目に見える損傷や変形がある場合も、専門の修理工場に交換を依頼する必要があります。さらに、「充電すると満タンになり、走行すると空になります。」これはバッテリーの硫酸化の最も典型的な特徴です。この時点で、バッテリーは故障しており、時間内に交換する必要があります。

その他のバッテリー使用ガイドライン

1. 携帯電話のバッテリー

リチウム電池を充電する際は、メーカーが指定した充電時間を厳守し、完全に充電されたらすぐに充電を中止し、 8時間以上連続して充電しないでください。同時に、温度が高すぎたり低すぎたりする環境で充電しないでください。充電中は寝室から離れ、可燃性物質を避けてください。

ギャラリー内の画像は著作権で保護されています。転載して使用すると著作権侵害の恐れがあります。

純正の充電器を選択し、不適格なサードパーティの充電器は避けるようにしてください。

2. アルカリ電池

アルカリ電池は主に時計やリモコン、玩具などの家電製品に使用されており、よく「単3電池」や「AA電池」と呼ばれているものです。

アルカリ電池は過放電すると液漏れします。アルカリ溶液は腐食性があり、使用する機器を損傷します。

したがって、アルカリ電池を使用する場合は、低電力電池を適時に交換するように注意する必要があります。電池をデバイス内に長期間保管しないでください。また、爆発を防ぐため、電池を火の中に置かないでください。

事故を避けるには？

1. 適正な料金を請求し、過剰請求を避ける

充電するときは、まずバッテリーを差し込み、次に電源プラグを差し込みます。プラグを抜くときは、まず電源プラグを抜いてからバッテリープラグを抜いてください。長時間プラグを抜いたままにしないように注意してください。

2. 正規メーカーの電気自動車やバッテリー製品を選ぶ

正規メーカーの電気自動車やバッテリー製品は、厳格な安全性テストを受けていることが多く、より安全です。

非標準電気自動車は、バッテリーや回路の接続に問題が発生する傾向があり、充電中や使用中に大きな安全上の危険があります。

3. 許可なく電気自動車を改造しない

民間で増設した電池や蓄電池は、組み立て工程やセルの選択において本来の品質を保証することが難しく、使用中に短絡問題が発生しやすくなります。

4. 電気自動車に付属の純正充電器を使用する

純正充電器はバッテリーの充電保護機能と互換性があることが多いですが、サードパーティの充電器ではこの点の保護が不十分で、バッテリーが損傷し、安全上の事故につながる可能性があります。

5. 統一された構成の充電・駐車場所を選択する

電気自動車を充電または駐車する場合は、構成が統一されていてセキュリティの高い場所を選ぶようにしてください。廊下や公共の玄関など、民間の公共エリアで電気自動車を充電したり駐車したりしないでください。

ギャラリー内の画像は著作権で保護されています。転載して使用すると著作権侵害の恐れがあります。

6. バッテリーを直射日光にさらさないでください

外部温度が高すぎると、リチウム電池自体の放熱に影響を及ぼしやすく、電池の内部温度が高くなりすぎて、ダイヤフラムが溶けて短絡する可能性があります。

したがって、バッテリーは直射日光や極端に高い熱源から遠ざけて保管する必要があります。

まとめると、日常生活では、バッテリーの正しい使用に注意し、電気自動車のバッテリーを無断で交換せず、均一に配置された駐車スペースに置くようにし、廊下や公共の玄関には置かないように注意する必要があります。公共交通機関を利用する場合も規則を遵守し、基準を超えるバッテリーや不適格なバッテリーを持ち込まないようにしてください。

著者: チュー・ユーハオ、北京化学工学大学博士、シノペック北京化学工業研究所エンジニア

レビュー丨中国科学院物理学研究所の李全博士