リチウムイオン（Li-ion）バッテリーは、スマートフォンやノートパソコンから電気自動車まで、あらゆる機器の電源として広く利用されています。しかし、これらのバッテリーが膨張する現象に遭遇することが稀にあり、安全上のリスクや運用上の問題を引き起こす可能性があります。リチウムイオンバッテリーの膨張の原因を理解することは、膨張を防ぎ、潜在的な危険性を軽減するために不可欠です。
リチウムイオン電池の膨張とは
リチウムイオンバッテリーの膨張は、バッテリーケース内にガスが蓄積することで発生し、目に見えるほど膨らみます。これによりバッテリーの完全性が損なわれ、液漏れ、性能低下、さらには壊滅的な故障につながる可能性があります。膨張は、製造上の欠陥からユーザーによる損傷まで、バッテリー内部の根本的な問題の兆候であることが多いです。
リチウムイオン電池の膨張の原因
* 過充電:リチウムイオンバッテリーは、電圧制限を超えて充電すると、電解液が分解し、ガスが発生する可能性があります。最新の機器には過充電防止の安全装置が備えられていますが、充電器の不具合や回路の損傷により、これらの保護機能がバイパスされる可能性があります。例えば、スマートフォンを数日間充電器に繋いだまま放置した場合、特に標準以外の充電器を使用した場合、過充電による膨張が発生する可能性があります。
* 過熱:高温はバッテリー内部の化学反応を加速させ、ガス発生につながる可能性があります。過熱は外部（環境要因）または内部（高電流消費）から発生します。例えば、ノートパソコンを長時間直射日光にさらすと、熱による膨張が引き起こされることがあります。
* 物理的ダメージ:リチウムイオンバッテリーを落としたり、穴を開けたりすると、内部構造が損傷し、ショートやガス発生につながる可能性があります。よくあるケースとして、スマートフォンを繰り返し落とすと、画面が割れるだけでなく、バッテリーの性能が損なわれ、膨張する可能性があります。
* 製造上の欠陥:製造工程における汚染、溶接不良、設計上の欠陥など、不完全な箇所は、内部短絡を引き起こしたり、バッテリーの安全通気孔を塞いだりする可能性があります。バッテリーが発火または爆発したSamsung Galaxy Note 7の事故は、最終的には内部短絡と膨張につながる設計および製造上の欠陥に起因することが判明しました。
* エージング：リチウムイオンバッテリーは、充放電サイクルを繰り返すことで、時間の経過とともに自然に劣化します。劣化の過程では、内部の材料が分解し、ガスが発生することがあります。そのため、2年前のノートパソコンなどの古いデバイスでは、適切にメンテナンスを行っていたとしてもバッテリーが膨張し始めることがあります。
バッテリーの膨張を軽減および防止する方法
* 適切な充電器を使用してください:過充電を防ぐため、必ずデバイスに付属の充電器、またはメーカー認定の充電器を使用してください。
* 極端な温度を避ける:過熱を防ぐため、デバイスを直射日光の当たらない場所に保管し、高温にさらさないでください。
* 注意して取り扱ってください:バッテリーの損傷を防ぐため、落下や物理的な衝撃からデバイスを保護してください。
製造元のガイドラインに従う: デバイスの製造元が提供する推奨される使用方法と保管方法に従ってください。
* 定期検査：特にデバイスが通常よりも熱く感じられたり、バッテリー寿命が急速に減少したりする場合は、バッテリー膨張の兆候がないか定期的に確認してください。
リチウムイオンバッテリーの膨張は、ユーザーの行動からバッテリー技術自体の特性まで、複数の要因が絡み合う複雑な問題です。原因を理解することで、ユーザーはリスクを軽減し、デバイスの寿命を延ばすための積極的な対策を講じることができます。メーカーもまた、厳格な試験と品質管理を通じて、リチウムイオンバッテリーの安全性と信頼性を確保する上で重要な役割を果たしています。技術の進歩に伴い、バッテリーの設計と材料の改良によって膨張の発生率が低下し、リチウムイオンバッテリーはより安全で耐久性の高いものとなることが期待されています。
投稿日時: 2024年4月2日
