リチウムイオン電池はスマートフォン、ラップトップ、カメラ、電気自動車などのさまざまな機器で一般的に使用されているため、リチウムイオン電池を安全に取り扱い、理解することが非常に重要です。
その IEA は、リチウムイオン電池が現在最も広く使用されているグリッドスケールの電池であり、約 28 ギガワット (2022 年) を蓄えていると報告しています。 前年比 75% という顕著な設置率の増加が証明しているように、その使用は時間の経過とともに増加する一方であると予測しています。 しかし、 CNN それらの人気と使用が急増するにつれて、それらに関連する事故も同様に増加したことを確認しました。 実際、リチウムイオン電池が原因の火災は 12 件以上発生しています。 記録された 2023年XNUMX月だけでもアリゾナ州で。
したがって、火災、火傷、感電などのあらゆる事故を避けるために、リチウムイオン電池の取り扱いには細心の注意が必要です。 以下のような公衆衛生機関によって設定された標準的な安全ガイドラインに従ってください。 CDC は必須です。 このガイドでは、リチウムイオン電池の機能の背後にある中心原則と、その安全な取り扱い方法について詳しく説明します。
リチウムイオン電池とは？
リチウムイオン電池は、あらゆる種類の電気機器のエネルギー貯蔵手段として使用されるグリッドスケール電池の一種です。 これらの家電製品は、デジタル カメラや電話から電気自動車やハイブリッド自動車に至るまで多岐にわたります。 これらは、次のような非常に基本的なコンポーネントを使用して製造されています。
- アノード（正極）：グラファイト製
- カソード（負極）：リチウムからなる
- 電解質：溶媒に溶解したリチウム塩
これらはリチウムイオン電池の機能部品です。 このテクノロジーの残りの要素は構造的なサポートを提供し、デザインと効率を強化します。
リチウムイオン電池を理解する
アノード（正極板）とカソード（負極板、リチウム金属を含む）は、電解質を間に挟んでサンドイッチのように重ねて配置されます。 XNUMX つのプレートの間にワイヤーを接続すると、電気の生成という驚くべきことが起こります。 リチウムとグラファイトの化学的性質の違いにより、電線に電子（電気を発生させる物質）が流れ、電化製品に接続すると動作を開始します。 電解質は、電子を受け取り、必要な反応を維持するための媒体として機能します。
リチウムイオン電池の一般的な用途は何ですか?
リチウムイオン電池がどれほど普及しているかを知れば驚くでしょう。 これらの電池を使用して動作する一般的な家庭用品のリストは次のとおりです。
- スマートフォン、ラップトップ、タブレット、デジタルカメラ
- 電気自動車（またはハイブリッドカー）
- ワイヤレスヘッドフォンなどのほとんどのコードレス電気機器
- パワーツール
- 医療機器
リチウムイオン電池の特徴と特長
今日のリチウムイオン電池の普及には多くの要因が寄与しているため、そのうちのいくつかを詳しく見てみましょう。
| 機能 | 利点 |
|---|---|
|
高エネルギー密度 (200-300 Wh/Kg) |
コンパクトなスペースでより多くのエネルギーを蓄えるため、コードレス機器内に挿入するのが実用的になります |
|
充電式電池 |
何度でも使えます。 一部の新しい高度なリチウムイオン電池は、数千回の再充電が可能です。 |
|
低自己放電 |
損失はわずか 1.5% ～ 2.0% / 月なので、エネルギー貯蔵に最適です |
|
ゼロメモリー効果 |
全体の容量に大きな影響を与えることなく再充電可能 |
|
急速充電 |
他の種類のバッテリーよりも速く充電できます |
|
高電圧出力 |
より多くの電力を必要とする家電製品の用途を拡大 |
バッテリーが故障する原因は何ですか?
バッテリーが不良になる根本原因を知ることは、バッテリーが私たちの生命や財産に脅威を与えないようにする方法を理解するための鍵となります。 それがどのようにして起こるかは次のとおりです。
物理的損傷
落下、穴開け、または高速衝撃により、リチウムイオン電池の構造的完全性が破壊され、望ましくない事態が発生する可能性があります。 内部内容物 (元々は別々に保管されていたもの)、特に有機電解質が混合すると、短絡や過熱が引き起こされ、最終的には引火、火災、さらには爆発につながる可能性があります。
高温
携帯電話を車のダッシュボードに直射日光が当たる場所に置いたところ、非常に熱くなってしまったという経験はありませんか? あなたは一人ではありません (ほとんどの携帯電話はリチウムイオン電池を使用していることに注意してください)。 約 130°F または 54°C の高温では、バッテリーの内部部品が動作し始める可能性があります。
その理由は、リチウムイオンは、高温になると促進される「酸化と還元」と呼ばれる化学反応を利用してエネルギーを生成するためです。 これによりエネルギーが制御不能に放出され、ある点に達すると「熱暴走」と呼ばれる現象が発生する可能性があります。
ここで本質的に起こることは、高熱により、バッテリーが熱を発生し始め、さらなる熱発生が促進されるという悪循環が展開することです。 これは危険なプロセスであり、火災や爆発の原因となります。
不適切な充電方法
すべてのバッテリーが超急速充電に対応しているわけではありません。お使いのバッテリーがそのように充電できるように設計されていない場合は、完全に使用しないことが最善です。 充電器は通常、過充電（発熱の原因となる可能性があります）を避けるために電流を交互に（オンとオフ）繰り返しますので、バッテリーのマニュアルをお読みください。 急速充電器は非常に効率的なポンプであると考えてください。 ただし、バッテリーがこのポンプに耐えるように設計されていない場合は、過熱して故障する可能性があります。
リチウムイオン電池の危険性と使用の評価
最近のリチウムイオン電池 爆発しました アリゾナ州フェニックスにある男性のガレージにて。 幸いなことに、妻と赤ちゃんは爆発範囲外にいた。 いずれにせよ、このような事件は時折絶えず発生しており、人々はこれらのバッテリーに特に注意する必要があるというメッセージを強化しています。
以下は、リチウムイオン電池の誤った取り扱いから生じる最も一般的な危険の一部です。 重大度の高い順に、次のような事故が発生する可能性があります。
- ヒートアップ
- 煙
- フレア
- 火災
- 爆発
リチウムイオン電池は高密度のエネルギー貯蔵庫であるため、外出先で使用する電化製品には最適ですが、適切に使用しないと熱が蓄積して故障の原因となる事故が発生する可能性が高いことも意味します。爆発する。 さらに、過熱および関連する問題以外にも、リチウムイオン電池に関連する他の危険性は次のとおりです。
- 漏れによる火傷の原因
- 感電死
- ガス排出
予防と管理: リチウムイオン電池の取り扱い方法
私たちは、CDC、WHO、NIH などの公的公衆衛生機関から情報を収集し、リチウムイオンによる大惨事を回避する方法についての迅速かつ簡単なガイドを提供します。 早速本題に入りましょう！
乾燥した涼しい日陰の場所に保管してください
ストレージはバッテリーの状態において最も重要な役割を果たします。 リチウムイオン電池を乾燥した場所に保管すると、湿気が侵入したり、電池の内部部品が化学的に変化したりするのを防ぎます。 リチウムイオン電池を涼しい日陰の場所に保管すると、日光や熱による電池の損傷を防ぎます。
指定の充電器を使用し、完全に充電されたら充電器を取り外します
健全な充電習慣がいかに重要であるかは、どれだけ強調してもしすぎることはありません。 たとえば、アリゾナ州では、前述の爆発当時、バッテリーの約 37% が接続されており、この数字は報告されているよりも高い可能性があります。 これを回避するには、次のことを行う必要があります。
- バッテリーの販売代理店が製造または推奨する充電器を使用してください。
- フル充電後はデバイスのプラグを抜く習慣をつけましょう。
- 頻繁な深放電を避けてください。
- 安定した電源を使用してください。
バッテリーに損傷がないか検査します（特に物理的衝撃の後）
バッテリーから液体が滴っているのを見つけた場合は、物理的な衝撃または過熱が原因で、バッテリーの物理的な完全性が損なわれている可能性が高くなります。 バッテリーから出てくる液体には触れないでください。 これは電解質である可能性が高く、腐食性が高く、火傷や皮膚の炎症を引き起こす可能性があります。 明らかな損傷の兆候は次のとおりです。
- 膨らみ
- クラッキング
- 漏れ
- 煙
損傷した/故障した/故障したバッテリーを交換してください。 それらの使用を避ける
不要なバッテリーは州の規制に従って処分してください。 バッテリーからの有毒物質は、適切に廃棄しないと環境に浸透し、環境に悪影響を与える可能性があります。
バッテリー火災にはクラスD消火器を使用してください
通常の消火器は、バッテリーの過熱によって引き起こされる火災を止めることができません。 適切な用具をお持ちでない場合は、火元から離れ、ドアを閉め、救急サービスに連絡してください。 (911 にダイヤルしてください)。 クラス D 消火器は、リチウムイオン電池による消火に最適な選択肢として世界中で認められています。
適切に断熱する
バッテリーのワイヤーや外部部品をメンテナンスし、直接接触しないようにしてください。 絶縁ワイヤー付きの手袋を使用し、隙間を密閉してください。 これらの予防措置を講じることは、火傷や感電を避けるのに役立ちます。
結論
ネットゼロを達成するための IEA プロジェクトでは、各国政府が電池への投資をさらに増やし、978 年までにその容量がなんと 2030 GW に増加する可能性があります。このような電池の生産と使用の大幅な増加には、安全性と責任に対する適切な投資が伴わなければなりません。実践。 これらのバッテリーの普及が進むにつれて、バッテリーの安全な使用を確保する必要があります。
