リチウムイオン電池のよくある問題と実践的な対処法

「またリチウム電池が発火、爆発した…」またか！これは、また別の電池事故のニュースがあるとき、私たちが言う、または誰かが言うセリフです。広く使用されているリチウムイオン電池ですが、同様のインシデントが時々起こるのは珍しくありません。ここで、リチウムイオン電池事故の最も一般的な根本原因とその解決策をいくつか共有します。この投稿があなたのお役に立てば幸いです。

症状1：低電圧

電圧が2V未満の場合、リチウム電池の内部構造が損傷し、電池寿命に影響します。

根本原因1：高い自己放電が低電圧を引き起こします。

解決策：過電圧保護機能付き充電器で裸のリチウム電池を直接充電します。ただし、汎用充電器は使用しないでください。かなり危険です。

根本原因2：電流の不均一。接触抵抗や充電検出により、セルの不均一な充電が原因で電流が不安定になります。短期保管（12時間）では電圧差は非常に小さいですが、長期保管では電圧差が大きくなります。

解決策：この低電圧は品質問題とは無関係で、充電で解決できます。

症状2：内部抵抗過大

根本原因1：検出機器の差異。検出精度が不十分または接触抵抗を排除できない場合、内部抵抗が過大と表示されます。

解決策：内部抵抗はAC（交流）ブリッジ法の原理でテストすべきです。

根本原因2：保管時間が長すぎる。リチウム電池を長期間保管すると、過度な容量損失、内部不動態化、内部抵抗増加を招きます。

解決策：充放電活性化で解決できます。

根本原因3：異常加熱。電池加工（スポット溶接、超音波など）時に異常加熱され、セパレータの熱閉塞を引き起こし、内部抵抗が急激に増加します。

解決策：メーカーは溶接プロセスに特別な注意を払うべきです。製品品質を制御するために電池を慎重にテストすべきです。

症状3：リチウム電池の膨張

ケース1：充電時のリチウム電池膨張。

リチウム電池を充電すると自然に膨張しますが、一般的に0.1mmを超えません。しかし、過充電は電解液分解、内圧上昇を招き、最終的にリチウム電池の膨張を引き起こします。

解決策：過充電しないでください。特に1回12時間以上の充電は避けてください。

ケース2：加工時のリチウム電池膨張。

一般的に加工異常（ショート、過熱など）により、内部過熱、電解液分解、電池膨張が生じます。

解決策：メーカーは電池加工プロセスと作業環境を厳密に管理し、ショートと過熱を回避すべきです。

ケース3：サイクル中のリチウム電池膨張。

電池がサイクルを重ねると、サイクル数に応じて厚みが増します。しかし、50週以上経つとそれ以上増加しません。一般的に正常な増加は0.3〜0.6mmです。

解決策：これは正常な電池反応です。ケース厚を増やすか内部材料を減らすことで膨張を抑制できます。

症状4：スポット溶接後の電池容量低下

根本原因1：不正確なスポット溶接位置。

解決策：正しいスポット溶接位置は底部または「A」または「-」とマークされた側です。マークのない側と大きな面はスポット溶接できません。

根本原因2：過大なスポット溶接電流。一部のスポット溶接ニッケルストリップが不良品で、大きな電流が必要になり、高温を伴うため、電池内部で短絡を引き起こします。

解決策：メーカーは良質なスポット溶接ニッケルストリップを使用すべきです。

根本原因3：大きな自己放電。部分的には、電池自体の大きな自己放電による損失です。

解決策：メーカーは電解液の適合性と組立問題をチェックし、無塵作業環境を管理すべきです。

症状5：電池爆発

根本原因1：過充電

保護回路や検出キャビネットが制御不能になると、充電電圧が5Vを超え、電解液分解、電池内部で激しい反応、内部圧力の急激な上昇を招き、最終的に電池が爆発します。

根本原因2：超音波エネルギー過大

プラスチックシェルを超音波溶接する際、エネルギーが強力すぎて電池内部のセパレータを溶かし、正極と負極が直接短絡し、爆発に至ります。

根本原因3：溶接時の爆発

大きな電流により、スポット溶接時に正極と負極が短絡し、爆発します。

他に問題がありますか？どう解決しましたか？アイデアがあれば、ご連絡いただくかコメントをお寄せください。喜んでお聞きします。