リチウムイオン電池火災：なぜこれほど急速に広がるのでしょうか？

数千台の電動自転車や電動スクーターに電力を供給しているリチウムイオン電池は、ニューヨーク市の火災の占める割合が増え続けています。

私たちのほとんどは、バッテリーが爆発して白い炎が上がる粗い監視ビデオを見たことがあるでしょう。 しかし、爆発する様子を間近で観察すると、なぜこれらのバッテリーセルが現代の火災安全に対して大きな課題となるのかが明らかになるでしょう。

NBC ニューヨーク I チームは Telemundo 47 Investiga と提携し、リチウム イオン電池の火災が分ごとにどのように進行するかを視聴者に間近で個人的な視点で提供しています。 ブロンクスの VTEC 研究所の協力を得て、複数のカメラを備えた防火室内で電動スクーターのバッテリー パックに穴を開けました。

デモの録画には、パック内の単一のバッテリーセルが損傷すると、「熱暴走」と呼ばれる連鎖反応がどのように引き起こされるかが示されています。 基本的に、1 つのバッテリー セルが燃焼すると、膨大な熱が次のセルに伝わり、発火につながります。 その熱は次のセルに伝わり、以下同様に続きます。

「熱暴走とは、バッテリーが発火して燃焼し、すべてのエネルギーを使い果たすまでこのプロセスが継続することです」と、VTECラボラトリーズのエグゼクティブディレクター、ニール・シュルツ氏は述べています。 「その間、それは大量の熱と高温を放出し、その周囲にある、またはそれに接触している他の物体の良い発火源となります。」

ビデオデモンストレーションでは、リチウムイオン電池の火災がなぜこれほど欺瞞的なものになり得るのかも明らかになりました。

パック内の最初のバッテリーセルに穴が開いた後、最初は室内に煙が立ち込めていましたが、約 4 分後には煙はほとんど消え、目に見える炎はなくなりました。 素人目には火が消えたと判断したかもしれない。 しかし、バッテリーパックは依然として加熱しており、約5分後に次のバッテリーセルが飛び出て新たに火が燃え上がり、近くにあった段ボールに火がついた。

その時点から、連続する各バッテリーセルが過熱して発火するまでの時間がますます短くなりました。

デモンストレーション開始から約 11 分後、一連のセルの過熱により最終的に爆発が起こり、バッテリー パックを固定するために使用されていた装置が破壊されました。

リチウムイオン電池の火災で何が起こるかをモデル化するために電池セルに穴を開けるという概念は新しいものではありません。 2020年、米国運輸省は、わずかに湿ったスポンジ状の素材でバッテリーセルを覆うと炎が抑制されるかどうかを判断するためのパンクテストを使用した研究を後援しました。 この研究の主任研究者でメリーランド大学の防火工学専門家であるジェームズ・クインティエール博士は、試験は成功したと述べた。

「スポンジ内の水はバッテリーの表面で沸騰し始め、その後バッテリーを冷却し、バッテリー内の滑走路反応を抑制します」とクインティエール氏は述べた。

Quintiere の実験と I チーム/Investiga のデモンストレーションの両方において、バッテリーセルは意図的に損傷されており、自然に発火したわけではないことを強調することが重要です。 しかし、電動自転車や電動スクーターのバッテリーの一部が交通量の多い市街地の通りで衝撃を受けたり、切れたりして、火災の危険性が高まることは想像に難しくありません。

ニューヨーク市長室によると、電動自転車と電動スクーターのバッテリーが原因で火災が発生したのは2022年には220件で、2020年の火災件数はわずか44件だったが、今年の最初の2か月でリチウムイオンバッテリー火災はすでに2人の命を奪い、被害をもたらした。負傷者は40人。

Los Deliveristas Unidosと呼ばれる団体は現在、ニューヨーク市に対し、配達員の多くが電動自転車に依存しているため、新たな最低賃金を導入するよう求めている。その理由の一つは、収入が高ければ安全な認定バッテリーパックを購入できるようになるためだが、もっと高い。

「実際にまともな賃金が支払われていれば、多くの配達員はより安全な電池に投資できるだろう」と、低賃金で大半が移民労働者を支援するブルックリンの非営利団体ワーカーズ・ジャスティス・プロジェクトのディレクター、リギア・グアルパ氏は語る。

火災の専門家は、リチウムイオン電池火災のほとんどが、安価なアフターマーケットの充電アダプターや認定されていない交換部品から始まることにしばしば懸念を表明しています。

多くのリチウムイオン電池ベンダーやメーカーを代表する業界団体であるPRBA（充電式電池協会）の広報担当者であるジョージ・カーチナー氏は、アフターマーケットの電池は、充電アダプターと注意深く適合し、テストや検査が行われたブランド電池と混同されるべきではないと述べた。認証。

「多くの規格（ULなど）は安全性に対して『システムアプローチ』を採用しており、バッテリー、充電器、デバイスのテストを義務付けていることを認識することが重要です」とケルチナー氏は述べた。 「低品質のアフターマーケットバッテリー、偽造品や「模造品」バッテリー、規格外の充電器は、特定の用途にとって重大な問題です。」

ケルチナー氏は、すべての電池にスポンジ素材などの耐火カバーを付けて出荷することを義務付けるのは現実的ではないと考えていると述べた。 しかし同氏は、リチウムイオン電池業界の関係者は火災のリスクを軽減する方法について広範な研究を行っており、企業は連邦、州、地方自治体レベルの両方で新たな火災安全規制を期待していると述べた。

ニューヨーク市では、エリック・アダムス市長が最近、リチウムイオン電池を規制する一連の法案に署名した。 連邦レベルでは、リッチー・トーレス下院議員 (民主党、ブロンクス)、チャック・シューマー上院議員 (民主党、ニューヨーク)、およびクリステン・ギリブランド上院議員 (民主党、ニューヨーク) が最近、試験と認証に関する全国基準を作成する法案を推進した。電動自転車と電動スクーターのバッテリー。

「これらの火災と爆発のスピードと規模は驚くべきものです」とトーレス氏は語った。 「連邦レベルでの不祥事は、私たちが電池の安全性を規制できていないということではありません。不祥事は、私たちが規制しようとしてさえいないということです。」