【電池はなぜ発火する?】リチウムイオン電池の発火メカニズム(原理)公開noteのまとめ↑公開しているnote(電子書籍)の内容のまとめています。【電池はなぜ発火する?】リチウムイオン電池の発火メカニズム(原理)最近、スマホ向けや飛行機向けなどのリチウムイオン電池の発火事故が大きく取り上げられるようになってきましたよね。電気的な要因(過充電)がトリガーの場合というテーマで解説しています。機械的な要因がトリガーの場合リチウムイオン電池発火のメカニズム(原理)には、大きく分けて、機械的な要因がトリガー(きっかけ)となる場合と電気的な要因がトリガーとなる場合に分けられます。機械的な要因がトリガーの場合のリチウムイオン電池発火のメカニズムについて解説します。セパレータ、ケース(ラミネートや缶ケース(大型の角型電池用))などから構成されます。以下のようなイメージです。ここでスマホのような薄い製品に機械的な要因、例えば強い衝撃や圧迫、はさみなどの鋭利なものが刺さったりした場合などに電池構成部材のセパレータが破れ、正極と負極が短絡してしまう場合があります。短絡すると短絡部に非常に大きな電流が流れ、大きく発熱します。発熱反応が次々と起こることで、最終的に熱暴走、発火に至ります。以下のようなイメージです。ここで、一般的なリチウムイオン電池にはコバルト酸リチウムが使用されており、結晶構造が崩壊する際に酸素を放出することが熱暴走へ至る大きな要因となっています。高い、マンガン酸リチウム、さらに高いリン酸鉄リチウムを使用することで安全性を大きく向上、発火に至りにくい電池に近づきます。上記の材料を使用したからといって、電池の放熱性が材料選定や構造面から放熱性が悪い電池の場合、発火に至る場合もあります。一般ユーザーがこの機械的な要因からのリチウムイオン電池の発火を起こさないためには、電池に強い衝撃を与えないように大事に扱うこと、きちんとケースに入れることなど、管理方法を見直す方法が発火に至らない対処方法と言えるでしょう。次に、電気的な要因がトリガーの場合のリチウムイオン電池発火のメカニズムについて解説します。電気的な要因のトリガーとしましては、電池の過充電や過放電となる場合が挙げられます。過充電は過放電よりも危険な状態となる場合が多く、一般的なコバルト酸リチウムを正極活物質に、黒鉛を負極活物質に使用する電池では破裂・発火に至る場合が多くあります。組電池においてシステムが故障し各々の電池のバランスが崩れた場合や対応していない充電器を使用してしまった場合などに過充電となる場合があります。過充電となると正極の電位が上昇し、電解液の電位窓をこえると電解液が酸化分解され、それに伴い発熱が生じます。電池温度が徐々に上昇し始め、温度が70°Cあたりになると徐々にセパレータが縮み始めます。すると、電極の端部分のセパレータが無くなり、微小短絡が起きます。すると電解液の酸化分解に加えて、さらに発熱が進み、セパレータの縮む速度が上昇(100°Cあたりから)します。発熱反応が次々と起こることで、最終的に熱暴走、発火に至ります。先ほど記載の図をもう一度添付します。高い、マンガン酸リチウム、さらに高いリン酸鉄リチウムを使用することで安全性を大きく向上、発火に至りにくい電池に近づきます。機械的な要因と同様に、上記の材料を使用したからといって、電池の放熱性が材料選定や構造面から放熱性が悪い電池の場合、発火に至る場合もあります。一般ユーザーがこの電気的な要因、特に過充電によるリチウムイオン電池の発火を起こさないためには、対応していない充電器を使用しないことや古い電池と新しい電池を混ぜて使用しないこと、あとは取扱い説明書に記載の内容を意外と見落としている場合があるためきちんと取扱説明書を読み、取扱いに気を付けることが挙げられるでしょう。リチウムイオン電池が熱い状態(60°C以上などの高温)になっていたり、膨れていたり、濡れたりした場合はすぐに購入場所もしくは製造メーカー様に連絡し対処してもらうことも重要です。場合によっては熱暴走につながることもあります。計算問題を解いてみようTwitter始めました!サイトの記事や更新情報等つぶやいていきます。よろしければフォローのほどよろしくお願いいたします。Reserved.サイト内検索:。