リチウムイオン電池に難燃剤を入れることで爆発を防ぐ技術 22
ストーリー by hylom
広まると良いですね 部門より
広まると良いですね 部門より
スマートフォンなどに使われるリチウムイオン電池の過熱・発火事件が相次いでいるが、スタンフォード大学の研究者らが「消火機能」を内蔵するリチウムイオン電池を開発したそうだ（iPhone Mania、Science Advances誌掲載論文、Slashdot）。
熱に反応するセパレータを電池内に組み込み、加熱が発生してバッテリの温度が150℃を超えると、難燃性のポリマーがバッテリの電解質に浸透して発火を防ぐという仕組み。テストでは過熱から0.4秒でバッテリーを停止させることに成功し、さらに開発された素材はバッテリの性能に影響を及ぼすことがないという。
バッテリーでテストしてないから (スコア:1)
テストでは過熱から0.4秒でバッテリーを停止させることに成功し
と言っているが、
論文中では可燃性の電解液をしみこませたセパレータを単体でつるして、それに火をつけて、0.4秒で消化されることを確認しただけ。
実際に電池に組み込んで、可燃性の電解液が大量に周りにある状態で、セパレーター内に仕込まれた消火剤の量で
十分に消化可能かどうかは未検証だ。
微妙に違う (スコア:1)
>可燃性の電解液をしみこませたセパレータを単体でつるして、それに火をつけて、0.4秒で消化されることを確認しただけ。
一応，
・ある程度のTPPを混合した電解液は自己消火性を持つ（40wt%は動画あり）
・（多分通常の）電解液に浸したTPP混入セパレータに火を付けても，自己消火性を持つ
の二つはやってますね．
なので，
>セパレーター内に仕込まれた消火剤の量で十分に消化可能かどうかは未検証だ。
はまあ気にしなくても良いんじゃないかと（電解液中に多量に混入する前提っぽいので）．
#ただし，電解液への混入量を増やすほど自己消火性は増す一方でバッテリーとしての性能が
#落ちるので，性能と自己消火性を完全に両立するのは無理ですが．
Re: (スコア:0)
>>セパレーター内に仕込まれた消火剤の量で十分に消化可能かどうかは未検証だ。
>
>はまあ気にしなくても良いんじゃないかと（電解液中に多量に混入する前提っぽいので）．
逆に、なんでこの程度の事を検証していないのか？ってのが気になった。
実は試して失敗していて、有効なパターンを現在割り出し中だとか。
Re: (スコア:0)
＞逆に、なんでこの程度の事を検証していないのか？ってのが気になった。
実際に電池を試作するとなると、メーカーにやってもらった方が早いし、無駄もないからでは？
データを取るには大量に本物を試作して容量その他のデータを取り、しかも実際に燃やす必用があるから金かかるでしょ。
データを取ったメーカーからしても、上手く行けばそのまま量産に入れるから旨味はある。
この発表は、興味あるメーカーの方への「共同研究しましょう」のお誘いだと思った。
Re: (スコア:0)
そんな実際方向の判り易いテストもしてない物に引っかかるメーカーなんて有るのか？
電池なんて構造のテストなら手作りで簡単に出来るのだから試して実績が出たものの実用化方面で共同開発にってのならともかく。
こんなの一般形とコレを使った型の2種類作ってテストするだけじゃん。
方向性的にちょっとマズったかなってのを取りあえず実績として発表したって程度じゃなかろうか。
Re: (スコア:0)
大学でメーカーと全く同じ電池作ってテストしろってか？
これは基礎的な研究であって、製品開発ではないよ。
区別つかない人がいるみたいだけど。
Re: (スコア:0)
> まあ気にしなくても良いんじゃないかと（電解液中に多量に混入する前提っぽいので）
TPP混入10wt%で、電池の容量は既に半分くらいまで落ちてしまうのに、
自己消火性では20%程度改善できるだけというんでは、
電解液に最初から多量に混入しておくという手法は、現実的ではないんじゃないの？
容量が小さくてもいいなら、発火しない電池はほかにも沢山あるしね。
君もちょっと違う (スコア:0)
>>セパレーター内に仕込まれた消火剤の量で十分に消化可能かどうかは未検証だ。
> はまあ気にしなくても良いんじゃないかと（電解液中に多量に混入する前提っぽいので）．
この論文の組み立ては、
電池性能の維持と自己消火性を両立させられる...かも。
というもの。
だから、「セパレーター内に仕込まれた消火剤の量で十分に消火可能か」というのは、
彼らの目指す手法では問題になりうる。
Re: (スコア:0)
誤字ったｗ
消化されることを確認した → 消火されることを確認した
Re:バッテリーでテストしてないから (スコア:1)
加熱すると自己消化して無くなっちゃうのかと妄想した
#溶解人間
消火というより防火 (スコア:0)
＞開発された素材はバッテリの性能に影響を及ぼすことがない
それなら発熱で浸透とか言ってないで最初から混ぜておけばいいんじゃないの。
浸透した後も使い続けるんでしょ？
Re:消火というより防火 (スコア:2)
論文ざっと見た感じでは、難燃剤TPP自体はそのまま電解液に入れると電池性能が低下しちゃう模様。
それを防ぐためにマイクロファイバーにTPPを取り入れて、通常使用時は電池性能を保っている。
そして高温条件下においてはマイクロファイバーが融けてTPPが放出され電解液が燃焼しないようになるという狙い。
他でコメントしてる人もいるけど、そのTPP放出条件(温度や量)で実際にリチウムイオン電池の燃焼が防げるかどうかはこれからってお話でしょう。
# 燃焼を食い止めるメカニズムはラジカルトラップによる燃焼反応抑制っぽい
Re:消火というより防火 (スコア:1)
「事故前には」という意味で、さすがに一旦発熱したものはダメかと。
セパレーターの繊維の中に不燃材を入れておいて、高温になったらそれが溶け出すので、一旦溶けたら元の構造には戻らないでしょう。
旭化成だったかな？10年くらい前に
「ポリマーの粒を入れておき、高温になったらその粒が膨潤して可燃性の電解液を吸い込む（尿を吸い込むおむつみたいな感じ）」
という特許が出ていたと思います。
それも通常の温度では電解液を吸わないように影響がないように設計されていました。
Re: (スコア:0)
この論文の参考文献をみても、リチウムイオンバッテリーの発火を防ぐ研究は山ほど行われているようだ。
それでもあいかわらずバッテリーは火を噴き、メーカが何億もの損害を払って回収しているってことは、
それらも何らかの「実用的でない・量産に持っていけない理由」があるんだろうなぁ。
パナソニックも 内部ショートによる発火を防ぐセパレーターを開発している [impress.co.jp]けど、
同社製のバッテリーによる [srad.jp]
Re: (スコア:0)
容積比や重量比にも影響ないんですかね。
Re: (スコア:0)
隙間が少なくなるだけなので大丈夫です。
Re: (スコア:0)
素人考えで
・熱に反応するセパレータはバッテリーの性能に影響を及ぼさない
・熱に反応して消火剤が出るとバッテリーが停止→発熱も止まる
・開発された素材＝セパレータと消火剤のセット
ではないのかと
Re: (スコア:0)
こちらも素人考えで。
一回消火機能が発動したら、その電池は二度と使えなくなるんだよね。
確かに安全装置としてはいいのかもしれないけど、そのたびに
電池買い直しになるんじゃたまらない。しじゅう誤動作するエアバッグ?
＃イメージはシンゴジの凍結剤
Re:消火というより防火 (スコア:2)
こちらも素人考えで。
一回消火機能が発動したら、その電池は二度と使えなくなるんだよね。
先生(ﾟ∀ﾟ) !
消火機能が発動したような状況に陥った電池を、その後そのまま
使いたいと思う方がどうかしてると思います(ﾟ∀ﾟ) !
# そうでなくてもバッテリーは高温に弱いのに
Re: (スコア:0)
発火するものを食い止める装置ですよ？
誤動作じゃなくて正常に動作したエアバッグです。
Re: (スコア:0)
バッテリをエアバックの難燃繊維で包んで
最悪でもチョビっとケースが膨らんで発煙するだけに治め
類焼する前に対処できるような仕組みには出来んのか？
爆破 (スコア:0)
そもそも発熱して爆破したら電池どころか機器ごとお陀仏なのでは？