なぜEスクーターの火災が発生するのか？ 21700バッテリー安全基準が爆発を防ぐ方法

現代では、私たちの周りでどこにでも電動スクーターを見かけるようになりました。それらは都市の通りを駆け抜けています。しかし最近、多くの人々の頭に一つの疑問が浮かんでいます：バッテリー火災です。愛される電動スクーターを駆動するリチウムイオンバッテリーで一体何が起きているのか、詳しく見ていきましょう。

電動スクーターにおけるリチウムイオンバッテリー火災の一般的な原因

リチウムイオン電池は、世界中で何百万もの電動キックスクーターの電力源となっています。これらは大量のエネルギーを蓄えることができ、それは素晴らしいことですが、この高いエネルギー密度にはいくつかの潜在的なリスクも伴います。最も恐ろしい状況の一つは熱暴走です。これは過熱によるドミノ効果のようなもので、火災に繋がる可能性があります。通常、これは内部ショートサーキットから始まります。そして、このショートサーキットにはさまざまな原因があります。例えば、電動キックスクーターが強い衝撃を受けた際に、バッテリーが物理的な損傷を受けることがあります。時には、すべてのバッテリーが完全に作られているわけではないため、製造上の欠陥が原因となることもあります。さらに、私たち自身の充電習慣も重要な役割を果たします。もしバッテリーを過充電し、その電圧限界を超えてしまうと、内部の小さな電化学セルに大きなストレスがかかります。また、バッテリーが極端な温度にさらされると、非常に暑い場合でも冷たい場合でも、その劣化プロセスが加速します。バッテリーのケースに小さな穴が開いても大きな問題となります。その小さな穴が、陽極と陰極の間のセパレーターにダメージを与え、火花が発生しやすい条件を作り出す可能性があります。

21700電池設計の火災予防における役割

幸いなことに、現代の技術が助けを貸しています。21700型の電池セルがその役割を果たしています。先ほど述べた安全性の問題に対処するために、彼らは非常に巧妙な3つの革新をもたらしました。まず、サイズと形状を見てください。直径21mm、高さ70mmの円筒形で、以前の18650型よりも構造的により安定しています。まるでバッテリーの部品用に頑丈な家を建設しているようなものです。次に、正極材料の改良があります。進化的なニッケル・コバルト・アルミニウム（NCA）正極を使用することで、バッテリーは熱に対処する能力が向上しました。150°Cという高温でも分解を防ぐことができます。これは大きな進歩です。そして最後に、スマートなバッテリーマネジメントシステム（BMS）があります。これらはバッテリーの小さな守護者のようなものです。各個別の電池セルの電圧をリアルタイムで継続的に監視し、もし電圧が急上昇したり、バッテリーが過熱し始めたりすると、BMSが自動的に電源供給を遮断します。これらのすべての改良により、過去に使用していたバッテリーと比較して故障率を最大40%削減することに成功しました。

電動キックスクーターの火災リスクを軽減するための実践的なステップ

電動スクーター利用者として、私たちはこれらのバッテリー火災を防ぐためにも重要な役割を果たしています。やるべきことは3つあります。まず、常にメーカーが推奨する充電器を使用し、それがバッテリーの入力仕様と一致することを確認してください。汎用充電器を使いたくなるかもしれませんが、そのような充電器は多くの場合、適切に電圧を調整できません。それは間違った鍵でドアを開けようとするようなものです。うまくいかず、問題を引き起こす可能性もあります。次に、電動スクーターを保管する場所も重要です。乾燥した場所に保管し、温度が管理されていることを確認してください。できれば25°C以下に保つのが理想です。これにより、バッテリー内の電解液が漏れるのを防ぎます。最後に、非常に実用的な80-20充電ルールがあります。バッテリーを20%以下に使い切らないようにし、80%になったら充電を止めることが大切です。これにより、バッテリーセルへの負担を減らすことができます。もししばらく電動スクーターを使う予定がない場合、例えば長期保管の場合には、バッテリーの残量を50%に保ち、防火容器に保管してください。私たちのような多くの一般利用者がこの重要なステップを見逃しがちですが、大きな違いを生むことができます。

安全性認証がどのようにしてバッテリーの信頼性を確保するか

電動キックスクーターを購入する際、どのようにすればバッテリーが安全であるか判断できるのでしょうか？ そこで国際認証のUL 2271やUN 38.3が重要になります。これらの認証には、リチウムイオンバッテリーに対する非常に厳しい試験手順があります。例えば、バッテリーを-40°Cの極寒から+70°Cの高温まで360時間にわたる温度サイクル試験にさらします。また、バッテリーがさまざまな条件下でどう動作するかを見るために48時間の高度シミュレーション試験も行います。さらに、名前の通り「釘貫通試験」もあります。これら極限の試験においてバッテリーが爆発しないかどうか確認されます。認証を受けたバッテリーは、定格電圧の150%に耐え、危険なガスを放出してはいけません。これらの認証を得るメーカーは、バッテリーが多くのストレスに耐えられることが証明されなければなりません。圧縮耐力の閾値は13キロニュートン以上でなければならないため、これは中型車両の重さにほぼ相当します。つまり、もし電動キックスクーターが衝突しても、バッテリーは依然として構造的な完全性を保つべきです。

将来のバッテリー安全技術における革新

電動スクーターのバッテリーの安全性に関しては、未来は有望です。いくつか驚くべき新興技術が登場しています。例えば、全固体電解質が開発されています。これは素晴らしいこと因为、それはバッテリー内の引火性液体成分を排除します。専門家は、これにより火災リスクが大幅に90%減少する可能性があると考えています。さらに、グラフェン強化セパレータもあります。これらは非常に敏感で、現在使用している素材よりも内部圧力の変化を300%速く検出できます。つまり、何か問題が発生した場合、バッテリーをより早く停止させることができます。一部のプロトタイプでは、消火ジェルも使用されています。これらのジェルは100°Cで活性化し、損傷したバッテリーセルを難燃化合物で覆います。それだけではありません。AI駆動の充電アルゴリズムも開発されています。これらのアルゴリズムは、私たちが電動スクーターを使う方法に応じて調整可能です。これらの進歩すべてを活かして、2030年までに大規模なバッテリー故障をほぼなくすことを目標としています。