リチウム鉄リン酸塩電池は、高エネルギー密度、高い安全性、高温に強い、低コスト、多くのサイクル数、長寿命などの利点があり、電気自動車やエネルギー貯蔵分野で広く使用されています。実際の応用ニーズを満たすために、通常多数の単セルが直列または並列に接続されてバッテリーパックを形成します。しかし、この高エネルギーなシステムでは熱暴走が発生した場合、より深刻な結果を引き起こす可能性があります。
過充電と過熱は、バッテリーの熱暴走に至る主な要因の一つと考えられていますが、通常は単一要因のテストのみが行われ、発火または爆発するかどうかが合格・不合格の基準となります。実際のバッテリー熱暴走の状況では、初期段階で単一要因によって引き起こされる場合もありますが、熱暴走プロセスが進展すると、次第に複数の要因が結合し駆動される状況に進化し、その結果として熱暴走の影響がより深刻になります。様々な悪条件におけるリン酸鉄リチウムイオン電池の結合効果を研究することは現実的な意義を持っています。過充電はバッテリー火災の重要な原因の一つとされています。消費者向けバッテリーの初期の過充電規格は3C/4.8Vでした。消費者向けバッテリーは通常単独で使用され、バッテリー技術の進歩により、過充電による熱暴走は大幅に減少しており、現在の規格では過充電に関するパラメータ要件が大幅に緩和されています。過熱試験は通常、130°Cまたは85°Cでのセパレーターの融解や固体電解質界面（SEI）膜の分解をシミュレートします。
バッテリーの安全性に関する問題は、基本的にバッテリーの熱特性にあります。D.P. Kongらは、局所的な加熱によるリチウムイオンバッテリー（リン酸鉄リチウム）の熱特性を研究し、バッテリーの底部を加熱すると他の位置を加熱するよりも熱暴走が起こりやすいことを発見しました。P.J. Liuらは、過熱と過充電という2つの乱用方法がリチウムイオンバッテリー（リン酸鉄リチウム）の熱暴走に与える影響を研究しました。その結果、過熱に比べて過充電による火災のリスクが高く、試験中にバッテリーがより激しく燃焼することが示されました。また、熱暴走はバッテリーの充電状態（SOC：State of Charge）とも密接に関連しています。例えば、P.J. Liuらは加熱板を使用して、モジュール内の隣接するバッテリーの乱用によって引き起こされる熱暴走プロセスをシミュレートし、50% SOCのトリガー温度は100% SOCのバッテーよりも高いことを発見しました。K. Wangらは、0.5Cでリチウムイオンバッテリー（リン酸鉄リチウム）の過充電試験を行い、バッテリーの熱暴走時に放出されるガスが主に水素（H2）、一酸化炭素（CO）、二酸化炭素（CO2）、および様々なアルカンであることを捉えました。
大規模なシリーズおよび並列接続のバッテリーは、もし一つのバッテリーに問題が発生すると熱が広がり、全体のバッテリーパックが火災や爆発を引き起こす可能性があるため、過充電と過放電のリスクが大幅に増加します。さらに、生成された可燃性ガスが空気と混合することで、より深刻な爆発を引き起こす可能性もあります。
実際の使用シナリオにおけるバッテリーの安全性を向上させるためには、バッテリーの複数の悪用に対する耐性を強化する必要があり、これが学術界と産業界の注目を集めています。
さらに、バッテリーを使用する際には、完全に電力がなくなるまで充電しないようにすることも重要です。これはバッテリーに不可逆的な損傷を与える可能性があります。
リン酸鉄リチウム電池が満充電になったら、すぐに充電を停止する必要があります。そうでないとバッテリーが過充電され、寿命が短くなったり、ショートサーキットなどの危険な状況が発生したりします。
高温環境でバッテリーを使用すると、その性能にも影響を与えます。
定電流放電法とは、放電電流の大きさを制御して、バッテリーが一定の速度でエネルギーを放出させる方法です。これはリン酸鉄リチウム電池の急速放電に適しています。
EN
