リチウムイオン電池は現在最も一般的に使用されている電池の 1 つであり、モバイル電子機器、電気自動車、エネルギー貯蔵システムなどに広く応用されています。しかし、バッテリーの容量が増加し、バッテリーパックのサイズが大きくなるにつれて、熱暴走のリスクも高まります。熱暴走が発生すると、内部の化学反応により、主に水素、一酸化炭素、二酸化炭素、メタン、フルオロカーボンなどのさまざまな可燃性ガスや有毒ガスが放出されます。現時点では、リチウム電池の熱暴走を完全に防止できる技術はありません。その代わりに、危険の芽を摘むための技術的な予防と早期発見に重点が置かれています。
1.リチウム電池の熱暴走時に発生するガスの特徴：
水素は、リチウム電池の熱暴走で最も一般的なガス状生成物の 1 つです。非常に引火性が高いです。火花や炎と接触すると、簡単に爆発を引き起こす可能性があります。さらに、水素は無色無臭のため検知が難しく、熱暴走時の危険性が高まります。したがって、水素の蓄積とその後の爆発を防ぐために、リチウム電池の製造、使用、保管中に厳格な安全対策を講じる必要があります。
一酸化炭素は、熱暴走中にバッテリー内の有機溶媒やその他の物質の熱分解または蒸発によって生成される、もう 1 つの一般的な有毒ガスです。一酸化炭素は人間の呼吸器系と健康全般に有害です。高濃度に長期間曝露すると、中毒や死に至る可能性があります。したがって、熱暴走が発生した場合には、一酸化炭素濃度を低減し、人の安全を確保するために迅速な措置を講じる必要があります。
二酸化炭素もリチウム電池の熱暴走時に発生するガスです。二酸化炭素は本質的に有毒ではありませんが、高濃度では健康上のリスクを引き起こす可能性があります。さらに、大規模な二酸化炭素の排出は地球規模の気候変動を悪化させます。したがって、熱暴走事故を管理する際には、二酸化炭素の排出を最小限に抑える努力をする必要があります。
メタンは、リチウム電池の熱暴走時に生成されるもう 1 つの可燃性ガスです。水素と同様、メタンは非常に可燃性です。発火源と接触すると、簡単に火災や爆発を引き起こす可能性があります。したがって、熱暴走事故が発生した場合は、メタンの蓄積とそれに伴う火災の危険を防ぐために、迅速な対策を講じる必要があります。
さらに、フロン類はリチウム電池の熱暴走時に発生する有毒ガスです。これらは人間の健康に有害であり、過剰に吸入すると深刻な健康問題を引き起こす可能性があります。したがって、リチウム電池の製造および使用中には、フロンの生成と排出を最小限に抑える必要があります。
2.リチウムイオン電池の熱暴走のリスクを軽減するには、以下を含む一連の予防措置を実施する必要があります。
(1)。生産プロセスと品質テストを強化して、過電圧、過充電、過放電、過電流、短絡保護などのバッテリーの安全機能を強化し、熱暴走などの安全事故を防ぐために異常状態が発生した場合に電源が即座に遮断されるようにします。
(2)。リチウム電池の使用と管理のための包括的なプロトコルを確立し、使用法と保管方法を標準化し、外部短絡、粉砕、高温への曝露などの悪条件から電池を保護するための安全規制を厳格に順守します。
(3)。 「4-in-1」をインストールする 固定式マルチガス検知器。これらのデバイスは通常、水素 (H2)、一酸化炭素 (CO)、二酸化炭素 (CO2)、メタン (CH4) の同時監視機能を統合し、ガス漏れと濃度をリアルタイムで追跡します。熱暴走が発生した場合、ガス濃度が事前に設定されたしきい値に達すると、デバイスは可聴および視覚（赤信号）アラームをトリガーし、担当者が安全を確保し環境を保護するために迅速な行動を取れるようにします。