リチウムイオン電池の
安全対策

近年、リチウムイオン電池（LIB）の高性能化・大容量化などが進み、大型エネルギー貯蔵システムや、データセンター用バックアップ電源装置、電気自動車、次世代モビリティー、家電、モバイル機器等への用途がますます拡大しています。
リチウムイオン電池の性能向上や用途拡大による社会への貢献は非常に大きいものがありますが、一方で、デメリットの１つである発熱、発火等の事故も発生しています。

リチウムイオン電池の危険性

The dangers of LIB

リチウムイオン電池（LIB）の使⽤中や保管中あるいは輸送中に、外部から負荷（過充電や短絡、振動、衝撃、⾼温・低温など）が加わると、以下のような現象が発⽣するとされています。

  • 内圧上昇による内部ガス漏れ
  • 電解液の漏れ
  • 電解液の熱分解反応　
  • 熱暴走＊

＊ 熱暴走とは、LIBを充放電する際に発生する熱の温度上昇により、制御不能の状態になる現象。​

これらの現象は、リチウムイオン電池（LIB）の内部にある電解質が⾼温や圧⼒などの外部要因で急激に発熱するために起こる問題で、最悪の場合には発⽕や爆発といった事故を引き起こす可能性があります。

発熱・発煙

熱暴走による爆発・火災

リチウムイオン電池の異常時に
発生するガス成分

Gases generated during abnormal conditions

リチウムイオン電池（LIB）に何等かの異常が生じた際に発生するガスの主成分としては、水素（H2）、一酸化炭素（CO）、メタン（CH4）、二酸化炭素（CO2）のほか、炭化水素系のVOCガス（EMC、DEC、DMC、EC等※）が多く発生すると言われています。
これらの炭化水素系のVOCガスは、LIBの電解液に使用される有機溶媒またはその熱分解物と考えられます。

リチウムイオン電池が異常発熱すると樹脂部材や電解液などの熱分解が始まります。
内部温度の上昇にともない、様々な種類のガスが発生して外部に漏れ出します。

常温～約120℃

  • EMC:(Ethyl Methyl Carbonate)
  • DMC:(Dimethyl Carbonate)
  • DEC:(Diethyl Carbonate)
  • EC: (Ethyl Carbonate)

など

約120℃～

  • H2O: (Water)
  • CO2:(Carbon Dioxide)
  • HF:(Hydrogen Fluoride)
  • H2: (Hydrogen)
  • CO:(Carbon Monoxide)

など

約150℃～

  • H2: (Hydrogen)
  • CO: (Carbon Monoxide)
  • CH4: (Methane)
  • C2H4: (Ethylene)
  • C2H5: (Ethyl Radical)
  • CO2: (Carbon Dioxide)

など

※ EMC : エチルメチルカーボネート (Ethyl Methyl Carbonate)、
DEC : ジエチルカーボネート (Diethyl Carbonate)
DMC : ジメチルカーボネート (Dimethyl Carbonate)、
EC：エチルカーボネート (Ethyl Carbonate)

リチウムイオン電池の安全対策に
貢献できるガスセンサ

Product Line up

以下のような各種のガスセンサをLIB応⽤機器の安全装置内に組み込むことにより、人による常時監視が困難な設置場所においても、リチウムイオン電池(LIB)に異常が⽣じた場合に発⽣する各種のガスをいち早く検知でき、LIBの異常に起因する重⼤な事故を未然に防⽌できる可能性があります。

水素(H2) センサ

一酸化炭素（CO）センサ

メタン（CH4）センサ

TGS2611

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HC系（プロパン､ブタン等）センサ

TGS2612

製品案内ページへ

VOCガスセンサ

TGS2620

製品案内ページへ

二酸化炭素（CO2）センサ

CDM7162

製品案内ページへ

ガスセンサによる安全対策が
望まれるLIBの用途例

Application examples

大型のリチウムイオン電池が多数使用されている設備や機器で、一旦、LIBに起因する事故が発生すると甚大な被害が予想されます。多種類のガスセンサをLIB応⽤機器内に組み込むことにより、LIBの異常状態を早期に検知し、損害を低減できる可能性があります。

  • 産業用・業務用 ESS (蓄電池)

  • UPS (大型バックアップ電源)

  • LIB 製造工場

  • 産業用機器

  • 家庭用・民生用蓄電池

  • EV(電気自動車)

  • 通信基地局・データセンター

  • 商業用・業務用施設

LIBの安全強化に貢献する
ガスセンサの採用事例

example

小型で長寿命、高感度で信頼性が高いフィガロ技研製ガスセンサは、保安分野での実績が評価され、既に各種のリチウムイオン電池の監視システムなどに利用が拡大しています。

N社様の事例複合環境センサ MES-92/93

  1. 1. 発生ガス検出機能

    • 常時監視、長期間センサ交換不要
    • 独自アルゴリズム採用

  2. 2. 外部通報機能（接点出力）

    • IEC62933-5-2、JIS C 4441 対応

  3. 3. コンパクトサイズ

    • 50(W) x 78(H) x 100(D) mm, 250g以下
    • DINレールに取付可能

  4. 4. リモート通信機能

    • RS-485(有線)/920MHz帯Multi Hop(無線)

詳細はメーカーサイトをご参照ください。
https://nissin.jp/news/240425/
https://nissin.jp/product/kankyo_sensor/index.html

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フィガロ技研は世界トップレベルの生産販売量を誇るガスセンサメーカーです。
1969年の創業以来「独自のガスセンシング技術を通じて、世界の人々の安全・安心・快適な生活を実現する」を合言葉に、半導体式ガスセンサをはじめとした各種ガスセンサの研究開発、応用商品の開発・普及に取り組んでいます。

49カ国以上に供給する
ネットワーク

海外代理店ネットワークを構築し、北米・ヨーロッパ・アジア諸国49カ国以上にさまざまなガスおよび用途に使えるガスセンサを供給しています。

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高品質・大量生産を実現

製造時の温度や湿度によっても品質が変化するガスセンサ。徹底した品質管理体制と検査システムにより高品質と大量生産を同時に実現しています。

ニーズの一歩先を見つめる
研究開発

開発から導入まで各地域の営業担当または代理店担当者が丁寧に技術サポートを行います。お客様のニーズを的確に把握することにより、一歩先を見つめた研究開発に繋げています。

省エネ・環境保全

自社及び協力会社と共に、ガスセンシング技術及び様々な業務における取り組みを通じて、省エネルギー化（CO2削減）と地球にやさしい製品創りに貢献します。

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