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Li-ionバッテリー 及びその関連製品の安全性について

  6502.JP における Li-ion Battery 及びその関連製品の安全性と免責

FT-817/KX3用 Li-ion バッテリーパック写真 パナソニック 18650 Li-ion バッテリーの写真

【現状】リチウムイオン電池は、多くの電子機器で使用されていますが、どんな状況でも完全に安全な製品とは断言できない状況にあります。  


 電池が保持しているエネルギー量が格段に大きいために、何らかの理由により出力もしくは内部短絡が起きた場合、異常電流による発熱・発火の可能性があります。しかし、日本のリチウムイオン電池メーカは非常に優秀で、パナソニック製(旧サンヨー)のバッテリーは、テスラにも採用されるほど安全性については世界最高ランクにあります。私が今まで行った実験では、爆発させることはできませんでした。しかし、電池を溶接する際に、誤って短絡させ、ニッケル板が真っ赤になることや、指先を火傷することは多々ありました。

問題が発生する原因としては、
 ① 電池が外部から大きな物理的損傷や衝撃を受けた
 ② 0℃以下で充電し金属リチウムが析出し内部短絡が起きた
 ③ 充電開始可能電圧以下で、充電をした
 ④ 充電終止電圧を超えて充電を続けた
 ⑤ 動作温度以上の高温環境下で充放電を行った
 ⑥ 上限電流を超えて充放電を行った
などがあげられます。

 この他にも電池を作っているメーカですらも、完全には解明できていない問題もあるようす。(以下は伝聞と私の推論を含みます)たとえば、机の上でバッテリーを立てた状態からパタっと倒した場合、内部で何が起きるか。製造上電解液の中に非常に小さな空隙が存在した場合、動作中に何か起きるか。それが問題と思える状況が電池を正立した状態では起きないのに寝かせた状態で使用すると何故起きるのかなどです。 


【安全対策】 過熱と過電流を阻止する最後の砦として温度ヒューズを実装しています。ヒューズが溶断する前に出力短絡保護回路が働き電池と回路を保護します。
 他にも保護基板は次のような機能を有しています。
 ① 充電可能な電池電圧の確認
 ② 過充電の防止
 ③ 過放電の防止
 ④ 放電電流制限
 さらに、急速充電を行う場合には、充電器側にも保護回路をもたせ、
 ⑤ 充電可能温度の検出と充電制御
 ⑥ タイマーによる充電時間の制限
 ⑦ バッテリー状態による充電電流制御
などを行います。

 しかし、FT-817やKX3には、リチウムイオン電池用の充電制御回路は組み込まれていません。急速充電も温度監視もできませんが、充電電流は200mAから300mAと少量でタイマーによる充電時間制限をかけることにより安全を確保しています。

FLB-85.32に内蔵している保護基板の写真 1cm x 6cm 程度の大きさで制御ICや温度ヒューズが実装されています。

 上はFLB-86(FLB-86K),FLB-85.32に使用している保護基板で、左上の白い部分が温度ヒューズです。

【保証と免責】バッテリーには日本製の日立マクセル リチウムイオン電池(アルミ缶外装)を使用し、保護基板を実装して種々の安全対策も施してあります。また、約3年間にわたるFT-817NDへの実装運用試験を行って製品の安全性と寿命(FNB-85に比べて十分長寿命であること)などを確認しておりますが、出来る限り低価格での提供するため製品保証は、2週間以内の初期故障のみの対応とさせて頂きます。よってご購入後、使用から廃棄までの一切をお客様の自己責任において本製品をご利用いただくことになります。お客様が製品についてご判断いただくけるように、http://www.jh1ifz.com で、このLi-ion電池の製作方法を公開し、本サイトでは、使用方法や取扱の注意など、製品マニュアルも公開しております。 ご購入時は、使用から廃棄までの一切をお客様の自己責任において本製品をご利用いただくことをご了解いただいたものと理解させていただきます。

 「アマチュアは、進歩的であること」JARLアマチュアコード
 を胸にメーカが出来ない事にチャレンジします。応援をお願いします。

 詳しい製品内容に関する参考サイト http://www.jh1ifz.com