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記事詳細:Detailed Article

JARI Research Journal (2012~)環境・エネルギー/Environment & Energy

資料名 / Title

JRJ20150902 研究速報
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自動車用リチウムイオン電池の内部短絡試験方法の調査
Investigation of Internal Short Circuit Test Methods of Lithium-Ion Batteries for Vehicles

高橋 昌志,前田 清隆
Masashi TAKAHASHI,Kiyotaka MAEDA

リチウムイオン電池は,例えば取り扱いを誤り,過充電,過放電,外部短絡といった状況になった場合には,電池内部で自己発熱反応が起こり,最終的には熱暴走に至る可能性がある.通常,リチウムイオン電池を使用する場合には安全装置を内蔵した電池を使用したり,制御系統に保護回路を設けて,そのような事態が発生することを未然に防いでいる.しかし,2006年頃に多数発生したノートパソコンや携帯電話向けリチウムイオン電池の発熱・発火事故の原因となった,微小金属粉の混入や集電体の折れ曲がりによる内部短絡は,安全装置や保護回路が正常に作動していても防ぐことのできない事象である.
 このような保護回路等で防ぐことができない内部短絡に対して,安全性を確保する目的で作られた試験法がJIS C8714(携帯電子機器用リチウムイオン蓄電池の単電池及び組電池の安全性試験)に規定されている単セルの強制内部短絡試験である.本試験の要求事項は発火が無いこととなっている.また,JIS C8714をベースとして,国際標準であるIEC 62133 Ed. 2.0(携帯電子機器用蓄電池の安全性試験)にも強制内部短絡試験が規定されている.ただし,本試験法の適用を承認したのは,日本,フランス,韓国,スイスの4カ国である.さらに,携帯電子機器用よりも大きな産業用リチウムイオン電池に関しても,JIS C 8715-2(産業用リチウム二次電池の単電池及び電池システム-第2部:安全性要求事項)に同様の試験法である耐熱暴走特性の耐内部短絡特性試験が規定されている.また,JIS C 8715-2では耐内部短絡特性試験と並列で,電池システムによる耐類焼特性試験が規定されており,どちらかの試験を実施すれば良いこととなっている.耐類焼特性試験の要求事項としては,電池システムの外装に発火または破裂が無いこととなっている.
 一方,自動車用リチウムイオン電池に関しては,2013年に電動車両の電池パックが溶損および発火する不具合が発生した.原因は,検査工程での落下・衝撃に起因する電池内部の部品や不純物(金属片)による内部短絡が原因であると報告されている.自動車用リチウムイオン電池でも携帯電子機器用や産業用と同様に内部短絡が発生するリスクがあることから,関連する規格に内部短絡試験を規定するための検討が行われている.
 そこで,本報では種々の内部短絡試験方法に関して調査したので,その結果を報告する.
We investigated internal short circuit test methods of lithium-ion batteries for vehicles. We performed a Forced Internal Short Circuit test, Blunt Nail test and Ceramic Nail test for the purpose of comparing reproducible confirmation and events. As a result, we confirmed that there was a technical problem in each test method. It is necessary to acquire verification data to optimize internal short circuit test methods in international standards.

種別 / Article Type

JARI Research Journal (2012~)

資料名 / Title

JRJ20150902 研究速報

発行年月 / Date of Issue

2015/09

分野 / Field

環境・エネルギー/Environment & Energy
ID:6811
 

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