電池の短絡とは?短絡が起こる場合と対策

電池の短絡(ショート)とは?短絡(ショート)が起こる場合と対策【リチウムイオン電池の短絡】

 

リチウムイオン電池は高電圧、高容量、高エネルギー密度、長寿命などのメリットがあるためスマホバッテリーや電気自動車搭載電池、家庭用蓄電池などの採用されています。

 

ただ近年、Galaxy note7などのリチウムイオン電池の発火事故が急増しており、リチウムイオン電池の安全性(危険性)が認識されるようになり、この安全性の向上がリチウムイオン電池普及のための課題の一つであるといえます。

 

IOT化が今後進むにつれ、リチウムイオン電池の重要性がより増してくるため、リチウムイオン電池に関する知識を増やすとより快適な生活を送れるでしょう。

 

リチウムイオン電池だけでなく、マンガン乾電池アルカリマンガン乾電池(アルカリ乾電池)などの電池においても、取扱いを間違えると破裂・発火(爆発)などの非常に危険な状態になるリスクがあります

 

危険な状況になるリスクがある電池の取扱いの一つに「短絡(ショート)」が挙げられ、ここでは「短絡(ショート)」に関する以下のテーマで解説していきます。

 

・電池の短絡(ショート)とは?

 

・電池を廃棄時に起こる短絡と対策

 

・電池同士を接続する時に起こる短絡と対策

 

というテーマで解説していきます。

 

 

電池の短絡(ショート)とは?

 

リチウムイオン電池をはじめとした電池における短絡とは、電池の+と-を金属を始めとした導体(電気を良く通すもの)でつなぐことを意味しています。

 

短絡とは英語で「Short Circuit」であり、いわゆる電気関連用語のショートのことを指します。

 

ショートすると導体に大電流が流れるため火花が出たり、短絡(ショート)状態が続くと電池や導体が非常に高温になったり、破裂・発火する場合があるため、短絡を起こさないように気を付ける必要があります。

 

もし、電池や電気製品がショートしたら、すぐに大量の水や消火器で対処することが重要です。

 

 

各メーカーの電池は各々、短絡(ショート)してしまったとしても基準以上の安全性があることの証明である認証試験(中でも外部短絡試験)を通過したものである場合が多いですが、それでも短絡(ショート)すると危険な状態になる場合が多いため、気を付けましょう。

 

また、上の例では、厳密には電池の外部での短絡(ショート)であるために、外部短絡とよぶケースもあります。

 

そして、電池のエレメント作製工程時などにおこる異物の混入などが原因で電池内部でおこるショートのことは、外部短絡と区別して、内部短絡とよびます。外部短絡も上述のよう、危険ですが内部短絡ではさらに危険な状態となるために、電池における品質管理として各工程での検査装置を使用し不良品をはじくことが非常に重要です。

 

以下にどのような場合に短絡(ショート)が起こることが多いのか(ショートが起こる原因)と対策について解説しています。

 

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電池を廃棄時に起こる短絡と対策

 

リチウムイオン電池などの電池を廃棄する時に短絡が起こるケースがあります。

 

電池ケースも金属である場合が多いため、電池をまとめて入れた場合に電池の+と-がつながってしまう場合があるからです。

 

対応策としては、電池を廃棄する場合は絶縁テープで+と-端子をきちんと絶縁してから廃棄することです。

 

各自治体に廃棄する場合は、各自治体の廃棄マニュアルに絶縁してから廃棄することと記載されています。

 

 

 

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電池同士を接続する時に起こる短絡と対策

 

各電池メーカ-における試作や各個人の夏休みの自由研究などにおいて、ある電池同士を接続し組電池を作製する機会があるかもしれません。

 

円筒系電池を以下のように並べ、バスバーと呼ばれる金属部材により電池の端子をレーザー溶接することで、電池同士を直列接続するとします。

 

きちんと直列接続できている場合は以下のようになります。

 

 

 

これに対して、間違ってバスバーを取り付けた場合はどうなるでしょうか? 例えば、作製時にうっかりして、バスバーをつなげる位置が以下のようにしてしまったとします。

 

すると、閉じた回路で電池の+と-をつないでいることになりますので、短絡(ショート)が起きます。

 

さらに、直列接続しているため電圧が通常の電池の2倍になりますので、その短絡電流の大きさも2倍になるため危険性が増すため、より注意が必要です。

 

並列接続でも、同様に取り付ける位置の間違いにより、同様に短絡が起きる場合がありますので、気を付けましょう。

 

対策方法としては、きちんと+と-を確認することと、バスバーを取り付ける位置を間違わないようにすることです。

 

 

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