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リチウムイオン電池の発火の対策、発火の理由

iPhone, iPad,Macintosh、スマホ、ケータイ、電気自動車などに使用されているリチウムイオン電池は、高性能なのですが、意外と危険な電池なのです。

◆リチウ ムイオン電池は、電池内部で材料が燃え、電池の異常発熱や発火に至ることがある。

この現象は、「熱暴走」と呼ばれている。

熱暴走の主なきっかけには、内部短絡や電池パックの過充電、それらの複合要因がある。

これまで、パソコンや携帯電話などリチウムイオン電池 の実用化で先行する民生機器の分野では、リチウムイオン電池に係わる発熱・発火事故が相次いで報告されている。(http://e2a.jp/review/090813.shtml)

 

☆水に濡らすことは禁止

最悪、端子がショートし、大電流が流れて、発火します。

これはリチウムイオン電池に限らずバッテリすべてに言えることですが、バッテリを水の近くに持って行くのは非常に危険です。

もちろん、風呂場にケータイやスマホを持ち込むのも危険です。

感電する可能性もあります。

☆高温の場所に放置は危険

アップルによるとリチウム電池の適温は22℃とのこと。

クルマの中やストーブの近くなど、高温になる場所にスマホやケータイ、PCを放置することは危険です。

夏場の晴れた日の閉め切ったクルマの中は60℃近くになります。

高温の場所に放置すると、最悪、液漏れから、発火、爆発します。

☆衝撃を与えない

意外と衝撃にも弱いので要注意です。

衝撃により中身の有機溶媒が流れ出し、そこに熱が加わると、膨張、発火する可能性がある。

☆急速充電は要注意

SEDは微小金属粉の混入と急速充電システムとの組み合わせによりまれに発熱・発火が発生する場合があると主張している。(SED=Sony Energy Devices) wikiより。

急速充電器は、デルとアップルが採用しているということで、ユーザーは要注意。

☆充電電圧は4.2V以下が望ましい。

充電電圧を従来の4.2Vから4.3〜4.4Vへと高くすることで高容量化を行っていたが、膨れの原因となるガスが発生しやすく従来の電池と比較して寿命が短い、また充電時に電池が高温になりやけどするなどのクレームがあった。
NTTドコモは、今後充電電圧を4.3V以上とした電池を採用しないよう、携帯電話メーカーに働きかけている。wikiより

充電器に書かれてある電圧をチェックしてみましょう。

 

☆バッテリのメンテナンスを数ヶ月に一回やろう

 

リチウムイオンポリマー電池は扱い方を間違えると爆発したり、発火したりするバッテリでもあります。

特に怖いのが指定された以上の電圧で充電したり、フル充電状態にも関わらず長時間に渡って充電し続けた場合です。

そこでそういった事態を避けるためにリチウムイオンポリマー電池には、充電電圧や時間を制御するコンピュータが内蔵されています。どれくらいバッテリを充電したのか・使ったのかといった情報も把握します。これによってバッテリの過充電・過放電を防ぎます。

この制御コンピュータの計算には誤差が生じることがあります。

使い始めの時期や長期間に渡って使っている場合です。これによってバッテリの充電時間が短くなります。

◆誤差を修正する手順

MacBook の場合、Apple が推奨している再調整の方法は

1. 100%まで充電してから2時間は放置。

2. 充電器を外す。

3. バッテリのみで使用して、バッテリの残量不足で、スリープになるまで使い続ける。

4. スリープしたら5時間以上、放置する。

これで残量ゼロとして認識される。

◆頻度

この再調整は数ヶ月に1回で十分とのこと。

1ヶ月に1回行う必要があるのは、AC アダプタに繋ぎっぱなしでほとんどバッテリを使わなかったり、MacBook 自体を長期間使わない場合のみ。

おそらく iPhone/iPad/iPod touch についても同様のことが言えるでしょう。

参考:

http://www.appbank.net/2012/04/22/iphone-news/389216.php

 

 

☆リチウムイオン電池の構造

 

 

リチウムイオン電池に使われる電解液の主な種類、原料

・炭酸エチレン(たんさんエチレン、ethylene carbonate)はエチレングリコールの炭酸とのエステルである。室温 (25 °C) では透明なガラスのような固体である。液体状態(融点 34–37 °C)では無色無臭の液体である。

引火点150℃、発火点465℃

・炭酸プロピレン(たんさんプロピレン、propylene carbonate)はプロピレングリコールと炭酸のエステルである。無色無臭の液体で可燃性があり、Arconate 5000やTexacar PCといった商品名で取引されている。
炭酸プロピレンは刺激性で、吸引すると有害である。

引火点は 132°C、発火点は 455℃。

・炭酸ジエチル(たんさんジエチル、英: Diethyl carbonate)は、炭酸とエタノールからなる炭酸エステル。無色の液体。

引火点 25℃、発火点445

発火の理由

電解液の原料の一つの炭酸ジエチルでは引火点が25℃である。

もし、炭酸ジエチルがケースから漏れて、そこに何らかの火種があれば、発火する。

さらに、炭酸ジエチルが燃え始めると、おそらく、ほかの原料の炭酸プロピレンや炭酸エチレンの引火点150℃を越えるから、それらも発火する。

急激にこれらの反応が起これば爆発となるだろう。

追記:

アップルが「リチウムイオン電池での適正温度は22℃」と言うのは、炭酸ジエチルの引火点が25℃ということからだろう。

+++++++

引火点とは

物質が揮発して空気と可燃性の混合物を作ることができる最低温度である。この温度で燃焼が始まるためには点火源(裸火、火花など)が必要である。

発火点とは

さらに高温になると点火源が無くとも自発的に燃焼が始まり、この温度を発火点という。

 

☆EV 電気自動車も要注意

EVのバッテリーパックは約7,000本のリチウムイオン電池を並列接続して構成されており、事故車両のバッテリーパックの容量は250アンペア時(AH)だった。

200AHを超えている場合にショートすると即座に爆発する可能性があり

200AH以下であればショートした場合の火勢も強くなく、被害者が脱出できる 可能性もあったと分析した。

http://news.nna.jp/free/news/20120613cny027A.html

 

リチウムイオン電池とリチウム電池の違い

・リチウムイオン電池は、正極にリチウム金属酸化物を用い、負極にグラファイトなどの炭素材を用いるものが主流。

・リチウム電池(一次電池)は、負極に金属リチウムを使う。電解質中のリチウムイオンが電気伝導を担うことは共通だが、金属リチウムを使うためリチウムイオン電池には含めない。

 

 

 

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