リチウムイオン電池の発火原因は何か? なぜそんなに激しいのか? どのように戦えばよいのか?

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[公開日] 2023 年 9 月 28 日午後 5 時 11 分 AEST
[著作者] Muhammad Rizwan Azhar

記事を音読します。

これを想像してみてください。あなたは、真新しい電気自動車 (EV) でグレート オーシャン ロードを走っており、左手に海があり、髪に風を受けています。 しかし、こののどかなドライブが、かすかに何かが燃えるような匂いとともに悪夢に変わる可能性があると言ったらどうなるでしょうか?

今月、オーストラリアでは少なくとも 2 件の大規模なリチウムイオン電池火災が発生しました。1 件はシドニー空港の駐車場で、もう 1 件はつい最近、クイーンズランド州のボルダークーム バッテリー貯蔵施設で発生しました。

リチウムイオン電池から火災が発生すると、被害は甚大になる可能性があります。 これらの火災は激しいだけでなく、長期間持続し、潜在的に有毒です。

これらの火災の原因は何でしょうか?

オーストラリアの道路をブンブン走る電気自動車のほとんどには、リチウムイオン電池が搭載されています。 これらは私たちのスマートフォンやラップトップに燃料を供給するのと同じ動力源であり、小さなスペースに大量のエネルギーを蓄える能力で有名です。

現実は、電気自動車のリチウムイオン電池は非常に安全です。 実際、2010 年から 2023 年 6 月までにオーストラリアで記録された電気自動車のバッテリー火災は 4 件のみでした。 また、最近の論文では、2023 年から 2050 年までに合計約 900 件の EV 火災が発生する可能性があると予測されています。これはどう考えても少い量です。

それにもかかわらず、EV バッテリーが過熱すると、「熱暴走: thermal runaway」と呼ばれる現象が発生しやすくなります。 この化学反応は、内部故障: internal failure (内部短絡: internal short circuitなど) であれ、何らかの外部損傷であれ、バッテリーの障害によって引き起こされる可能性があります。 極端な場合には、バッテリーの発火や爆発を引き起こす可能性があります。

リチウムイオン電池の火災の発生と激化は、不適切な充電や物理的損傷などのユーザーの行動を含む複数の原因に起因することが考えられます。

さらに、最近ボルダークームで火災が発生したメガパックなど、さらに大型のバッテリーもあります。 メガパックは、テスラによって設計された大型のリチウムベースのバッテリーです。 これらはエネルギー貯蔵装置として機能し、「送電網を安定させ、停電を防ぐ」ことを目的としています。

火曜日に火災が発生したメガパックは、現場にある 40 台のリチウムイオン メガパック 2.0 ユニットのうちの 1 台です。 メガパックの火災は明白な理由から恐ろしいものです。 メガパックの容量は 3 メガワット時で、1 時間あたりに生成される電力は 3,000 キロワットに相当します。

ボルダーコムの火災が数日間燃え続けても不思議ではありません。

火災が発生した場合はどうすればよいでしょうか?

EV やバッテリー貯蔵施設で火災が発生した場合、最初に本能的に近くにあるホースを掴もうとするかもしれません。 しかし、リチウムイオン電池の火災に水を使用すると、さらに大きな災害を引き起こす可能性があります。

それは、リチウムイオン電池には、水と接触すると化学反応を起こすという、あまり歓迎されない性質があるためです。 水は炎を消すのではなく、実際に火に油を注ぎ、火を強める可能性があります。 これは、水とリチウムの反応により可燃性の水素ガスが生成され、ただでさえ危険な状況にさらに火災の危険が加わるためです。

消防士は過去にリチウムバッテリー火災で水を使用したことがあるが(水はバッテリー自体の冷却に役立つため)、時には通常の自動車火災に必要な水の最大40倍の水を必要としました。

テスラがモデル 3 対応ガイドで推奨しているように、リチウム電池の火災はそのまま放置する方が安全な場合が多いかもしれません。

バッテリー火災は鎮火するまでに最大 24 時間かかる場合があります。 露出を保護しながらバッテリーが燃えてもよいようにすることを検討してください。ーModel 3 response guide

これなら、テスラがボルダークーム当局に火災を消火しないよう勧告した理由が説明できるだろう。

水によるリスクはそれだけではありません。 水は電気も通すため、バッテリーの火災に水をかけると、特にバッテリーが電気自動車などの機器に接続されたままの場合、感電やショートを引き起こす可能性があります。

これらの火災を消す最善の方法は、専門の消火器を使用することです。 専門家は、リチウム金属火災用に設計されたクラス D 消火器、または電気火災に適した粉末消火器の使用を推奨しています。

これらの消火器には、塩化ナトリウム粉末や加圧アルゴンなど、リチウムイオン電池が引き起こす課題に対処できる物質が含まれています。 一般に食卓塩として知られる塩化ナトリウムは、火の上で溶けて酸素を排除した表面を形成します。 同様に、アルゴンは不活性かつ不燃性のガスであり、酸素を窒息させることで消火に役立ちます。

それによって私たちは、火災の余波と、見落とされがちな別の危険、つまり有毒ガスに気が向かいます。

リチウムイオン電池がEV やバッテリー貯蔵施設で発火すると、煙が発生するだけではありません。 一酸化炭素 (carbon monoxide) 、フッ化水素 (hydrogen fluoride) 、塩化水素 (hydrogen chloride) などの危険なガスのカクテルを放出します。

これらの煙は、特に大量に吸入すると健康に危険を及ぼす可能性があります。 このため、このようなバッテリー火災は、有毒ガスがすぐに蓄積する可能性があるガレージなどの狭いスペースで特に懸念されます。

車が火災になったらどうするか

EV 火災が発生することは非常にまれですが、EV を所有している場合(または将来所有する予定がある場合)、状況を有利に導くために実行できる手順がいくつかあります。

まず、EV の内部と外部について知りましょう。 安全機能についてよく理解してください。 バッテリーを冷却するために機能する熱管理システムはありますか? 問題が危機に陥る前に警告してくれるセンサーはどうでしょうか?

次に、EV の充電方法を賢く考えてください。 急速充電器を使用するとバッテリーが急速に加熱する可能性があるため、急速充電器の使用は避けてください。 バッテリーを過充電すると、バッテリーが点火する危険性が高まります。

最善の努力にもかかわらず、火災と真っ向から遭遇した場合、最初にとるべき行動は、救急サービスに電話して専門家の助けを求めることです。

この記事は、クリエイティブコモンズライセンス(CCL)の下で The Conversation と各著作者からの承認に基づき再発行されています。日本語訳は archive4ones(Koichi Ikenoue) の文責で行われています。オリジナルの記事を読めます。original article.

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