上海製 モデル3 LRのバッテリー

解説します。EVのリチウムイオン電池は火災の危険があるのか？
by Heekyong Yang

8月23日（ロイター） – 米ゼネラル・モーターズ（GM）は、韓国のLGが製造したパウチ型リチウムイオン電池セルから発火する危険性があるとして、電気自動車「シボレー・ボルト」のリコールを拡大した。

今回のリコールは、LG Chemの電池部門であるLG Energy Solution（LGES）が製造した電池に関わる2つ目の大規模なリコールであり、電気自動車を駆動するための安定した製品を製造する上で、電池企業が直面している課題を浮き彫りにしています。

リチウムイオン電池の仕組みは？

電池にはさまざまな形や大きさがありますが、ほとんどの場合、3つの重要な要素があります。電極、電解液、セパレーターです。

電極はリチウムを貯蔵します。電解液はリチウムイオンを電極間に運びます。セパレーターは、正極が負極に接触しないようにする。

リチウムイオンが負極から正極に流れ込むことで、電池から電気というエネルギーが放出される。充電時には、リチウムイオンは正極から負極へと逆方向に流れる。

なぜリチウムイオン電池は火災の危険性があるのですか？

リチウムイオン電池は、自動車や電子機器を問わず、製造上の不備や破損、電池を動作させるソフトウェアの設計上の不備などにより、発火する可能性があります。

電気自動車に搭載されているリチウムイオン電池の大きな弱点は、高温で動作すると揮発性・引火性のある有機液状電解質を使用していることです。また、衝突などの外力によって化学物質が漏れてしまうこともあります。

大林大学のキム・ピルス教授（自動車工学）は、「電気自動車の火災は、同じ条件で火災事故を “再現 “することが非常に難しいため、火災の原因を正確に特定することが常に困難でした」と述べています。

また、当局や自動車メーカー、電池メーカーは、安全上のリスクが何であるかを公表しないことが多い。

ボルトとコナの火災の原因は？

韓国の交通部は2月、中国のLGES工場で製造され、現代自動車の電気自動車「コナEV」などに搭載されているバッテリーセルの一部に欠陥が見つかったと発表した。現代自動車のリコールには、約1兆ウォン（約8億5400万円）の費用がかかりました。

GMは、LGがボルトEVおよびボルトEUV向けに供給したバッテリーには、同じバッテリーセル内に、破れた陽極タブと折りたたまれたセパレーターという2つの製造上の欠陥が存在する可能性があり、火災のリスクが高まるとしています。

パウチ型電池はより脆弱なのか？

現在、電気自動車に搭載されているリチウムイオン電池は、円筒型、角型、パウチ型の3種類で、基本的に機能は同じですが、それぞれに長所と短所があります。

円筒形と角柱形は、硬い素材でケースを作っています。円筒形と角型は硬い素材でケースを作り、パウチ型は柔軟な箔を密封し、薄い金属の袋で保護します。

円筒型電池の技術は古く、安定した性能を発揮します。円筒形電池の技術は古く、安定した性能を発揮しますが、高い内圧にも変形せずに耐えることができます。価格も安く、大量生産に適しています。しかし、重量が重くなり、他の形状の電池のように細胞を高密度に詰め込むことができません。テスラ社は主に円筒形の電池を使用しており、その一部はLGES社から供給されている。

プリズム型電池は、円筒型電池よりも安全で軽いとされており、長方形であるため、より高密度に詰め込むことができます。円筒型電池に比べてスペースを有効に活用できるが、一般的に高価であり、ライフサイクルも短いという欠点がある。また、膨らむこともあります。

パウチ型電池は、円筒型や角柱型の電池に比べて、電池の軽量化・薄型化が可能で、車種ごとに異なる容量やスペースに対応できる柔軟な設計が可能です。しかし、膨らみに弱く、衝突時に傷つきやすく、火災の危険性が高いという問題があります。

GMと現代自動車は、LG Energy Solution（旧LG Chem）のパウチ電池セルを採用している。フォルクスワーゲンは今年初め、LGとSK Innovation Co Ltd.製のパウチ型電池からプリズム技術に移行すると発表しました。

他のソリューションはありますか？

中国のBYD社などは、リン酸鉄リチウムを正極に用いたEV用バッテリーセルを製造しています。リン酸鉄リチウムは発火しにくい性質を持っていますが、ニッケル・コバルト・マンガンを正極に用いた標準的なバッテリーセルほどのエネルギーを蓄えることはできません。

GM社をはじめとする他の企業は、コバルトの使用量が少なく、より安定して安価なニッケル-コバルト-マンガン-アルミニウム（NCMA）技術など、異なる化学物質をテストしています。

中国の電池メーカーであるCATL社は先月、リチウム、コバルト、ニッケルを含まないナトリウムイオン電池を発表しました。

また、トヨタ自動車をはじめとする多くの企業が、固体電解質を使用した電池セルを開発しており、過熱問題や火災のリスクを最小限に抑えることができるが、実用化にはさらに3～5年かかる可能性があるとしている。

(1ドル＝1175.5800ウォン)