2017년 3월 13일 월요일

리튬 이온 2차 전지의 이상 발열 문제

리튬 이온 2차 전지의 이상 발열 문제

리튬 이온 2차 전지의 이상 발열 문제(리튬 이온 무지개로 치노이증발이군요 개도 야)란, 리튬 이온 2차 전지를 이용중에, 이상 발열이나 발화에 이르는 문제이다.

목차

개요

일반적으로, 다른 2차 전지에 비해 리튬 이온 2차 전지는 에너지 밀도가 높기 위해(때문에), 본래적으로 위험성이 높은 2차 전지이다.에너지 밀도의 높이로부터 경량화를 도모할 수 있기 위해서 휴대 기기에 이용되는 것이 많지만, 이러한 기기에 대하고는 소형화나 편리성을 위해 충방전 조건이나 충격 보호등이 스펙 아슬 아슬하게 운용되는 일도 많다.게다가 리튬 이온 2차 전지는, 수용성 전기분해액을 사용하는 니켈・카드뮴 축전지나 니켈・수소 축전지등과 달리, 유기용매를 사용하고 있기 때문에 고온으로 발화하는 위험성이 있다.이 때문에, 이것들을 예측한 다음 리튬 이온 2차 전지에는 다중의 안전 대책이 베풀어지고 있다.그러나, 그런데도 덧붙여 취급의 나쁨이나 제조상의 결함에 의해 발열・발화에 이르는 사례가 끊이지 않는다.

본건이 주목받는 계기가 된 사상으로서 2006년에 잇따른 휴대 전화 전용 및 노트 PC 전용의 배터리 불편을 들 수 있다.이 해에는, 델이나 애플, IBM/레노보, 토시바, 소니, HP, 후지쯔가 발매한 노트 PC에 사용되고 있던 리튬 이온 2차 전지의 제조 과정의 문제에 의해, 발화, 혹은 이상 과열의 우려가 있는(발화 사고가 실제로 수건 발생하고 있다)으로서 다수의 제품이 리콜(자주 회수, 무상 교환) 대상이 되는 사태가 있었다.공식으로 발표되기 전부터 노트 PC 발화에 대해서는 브로그등에서 기재되고 소동이 되고 있던[1]. 그 중에서도, 업계 2위의 소니 에너지・디바이스(Sony Energy Devices 이하 SED로 기술) 제 전지의 회수에 대해서는, 회수 대상이 약 960만대라고 하는 규모의 크기와 소니의 지명도에 의해 화제가 되었다.덧붙여 규모에 대해서는, 후에 마츠시타 전지 공업(현파나소닉크오트모티브&인더스트리얼 시스템즈사) 제의 휴대 전화를 위한 리튬 이온 2차 전지에 대해서, 누계 4600만개라고 하는 대규모 회수가 발생하고 있다.

노트 PC를 위한 SED제 배터리 팩 회수 문제

SED제 배터리의 발화 사고의 원인은, SED측의 발표로는, 캔의 롤 성형 공정으로 캔과 치구의 마찰에 의해 발생한, 니켈의 미세한 금속가루가 셀 내부에 비산했기 때문에로 여겨진다.통상, 캔의 밑부분에 금속가루가 잔류했을 경우, 그 자리소가 저면 반경안 정도(정극 내주부)이면, 전지의 성능이 나오지 않는 것뿐의, 단순한 불량품이 되지만, 이번은 게다가 전기분해액을 주입했을 때, 그 금속가루가 유동해 절연부(외주부)까지 도달해, 니켈가루가 절연층을 투과 해, (남)음극측에서 재결정했기 때문에 합선이 발생한 것, 으로 되어 있다.

문제가 된 델과 애플의 노트 PC로는, 일본의 노트 PC로는 채용하지 않은 급속 충전 시스템을 채용해, 단시간 충전을 할 수 있게 되어 있다.SED는 미소 금속가루의 혼입과 급속 충전 시스템과의 편성에 의해 보기 드물게 발열・발화가 발생하는 경우가 있다고 주장해, 상기2사 이외의 전지에 대해서는, 제대로 한 충방전 관리를 하고 있으면 문제는 없고, 회수의 필요는 없으면 잘못한 설명을 실시했다.그 후의 2006년 8월 23일, 소니제 노트 PCVAIO가 염상 하는 사고가 발생했다.이 발화 원인은 불명하지만, 정면의 사고인 만큼, SED제 리튬 이온 2차 전지에 대한 소비자의 불안, 불신을 증대하게 되었다.그 후, 9월 29 날짜 발표로, SED는 소비자의 불안 불식 때문에, 해당 전지의 전수 회수를 결정해 각 PC메이커와 회수 방법의 조정에 들어갔다.또, 일부 PC메이커 토시바[2], 후지쯔[3], 히타치[4]로는 이미 자주 회수를 시작하고 있다.더욱 10월 중순, 샤프[5]나 소니[6]자신으로의 회수가 발표되었다.

그러나 SED는, 델이나 애플의 특수한 충전 회로와 회수 대상이 된 전지의 편성에 의해, 보기 드물게 문제가 발생한다고 하는 주장[7]을 재차 행동[8], 종래부터의 문제 발생에 관한 견해를 변경 하고 있지는 않다.델이나 애플은 SED측의 주장을 정면으로부터 부정하고 있어, 원인은 리튬 이온 2차 전지 측에 있다고 하고 있지만, 2007년 2월에는 업계 1위의 산요전기가 SED측과 같은 주장을 실시해, 리튬 이온 2차 전지의 회수를 실시하고 있다. 단시간 충전을 실시하기 위해서 채용된 펄스 충전 회로가 발열 발화의 원인이 된 가능성이 있는 것이 지적되고 있는[9].또 본기사 중(안)에서는, 전지 메이커 기술자와 리튬 이온 2차 전지의 특성을 잘 이해하지 않는 이러한 컴퓨터 메이커의 기술자의 사이의 커뮤니케이션 부족이 이번 사고로 연결된 가능성이 큰 것이 지적되고 있다.

레노보가 「노트북 PC의 배터리・팩의 안전성에 관해서[10]」(이)라고 하는 발표를 실시한 후의 9월 16일, IBM/레노보제 ThinkPad가 로스앤젤레스 국제 공항에서 발화 사고를 오코시개연으로, 상기의 주장의 다른 잠재성도 지적되고 있다.발화 사고를 낸 ThinkPad의 원인 조사가 길어진 것으로, 타사 유저의 사이에도 불안이 확대했다.한층 더 토시바 등 몇 회사가, 자사제 배터리에 대해도 같은 발화 사례가 있던 것을 발표해, SED제 배터리와 함께 대규모 리콜을 실시하고 있다.레노보와 SED는 현재 조사중인 일을 9월 22일 표명해, 9월 29일에 자주 회수를 발표한[11].

10월 24일, SED는 방침을 고쳐 SED제 리튬 이온 2차 전지 셀을 사용하는, 전메이커・vender의 배터리의 자주 회수를 정식으로 발표한[12].

교환 대상이 되고 있는 것은, 2003년 8월부터 2006년 2월까지 제조된, 2.4 Ah와 2.6 Ah의 2종의 SED제 리튬 이온 2차 전지 셀을 이용한 노트 PC용 전지 팩과 아나운스 되고 있다. 델, 애플, 레노보를 포함한 회수와 교환의 대상 개수는, 당초 약 960만개, 비용은, 약 510억엔에 달할 전망으로, 2005년에 행해진 SONY제 CCD 불편 문제에 있어서의 리콜에 줄선, 대규모 것이 되었다.
다만, 실제의 회수・교환의 대상수는 590만 미만에 머물고 있다.덧붙여서, 소니의 2007년 3월기 결산에서, 512억엔의 전지 회수 비용을 발표한[13].

또한 미 CPSC(소비자 제품 안전 위원회)에 의하면, 2001년 이후에 발생한 38건의 리튬 이온 밧데리의 이상 가열/발화 사건 가운데, 소니 또는 SED제 배터리가 관련한 사례는 9건, 중 3건은 실제로 SED제 배터리가 원인과 특정되고 있다. 2007년이 되어도 다른 SED제 배터리를 탑재한 토시바제 노트 PC로의 발화 사고가 밝혀져[14], 회수가 발표되고 있는[15][16].

휴대 전화를 위한 배터리로의 문제

 
수명을 맞이해 열화・팽창한 NEC제 휴대 전화용 리튬 이온 2차 전지.좌상은 신품의 것

2006년 8월, SED제 배터리의 문제 발각과 시기를 같이 해 NTT 도코모의 휴대 전화에 채용되고 있는 전지 팩이 부풀고, 심한 것으로는 전화기 본체에 장착할 수 없을 정도 변형한다(장착된 채로의 경우, 휴대 전화 본체제모두 변형한다)라고 하는 보고도 12기종의 휴대 전화로 발생하고 있다.교환 대상은 수백만대에서 1000만대로 방대하다.신문보도로는 NTT는 불편이 아니고, 애프터서비스에 의한 교환 대상과 발표를 실시하고 있다.이러한 전지의 대부분은, 산요전기 및 산요 GS소프트 에너지제의 것이며, 충전 전압을 종래의 4.2 V로부터 4.3~4.4 V로 높게 하는 것으로 고용량화를 실시하고 있었지만, 부풀어의 원인이 되는 가스가 발생하기 쉽게 종래의 전지와 비교해 수명이 짧은, 또 충전시에 전지가 고온에든지 화상 하는 등의 클레임이 있었다.NTT 도코모는, 향후 충전 전압을 4.3 V이상으로 한 전지를 채용하지 않게, 휴대 전화 메이커에 제의하고 있다.실제 2006년 11월에 발매된 903 i시리즈로는, 일부의 기종으로 충전 전압이 4.2 V에 되돌려지고 있지만, 이것에 의해 902 iS의 전지와 비교해 에너지 밀도는 감소해, 전지 중량 및 휴대 전화 본체의 중량의 증가로 연결되어 있다.

또한 동시기에 KDDI (au)로는, W42K에 대하고, 소프트웨어 제어 불편에 의한 전지 팩 불량 보고(전지 팩 그 자체는 우량품)를 9000건 이상이나 받고 있었음에도 구애받지 않고, 연말 판매 경쟁을 끼워 2007년 3월까지의 5개월간 방치했다.대상 기종은 약 65만대에 올라, 그 많게는 소프트웨어 수정으로 해소할 수 있지만, 이미 전지 팩이 부풀어 올라 사용 불능이 되었을 경우만 교환에 응한다고 발표했다.덧붙여 그 후 몇차례의 회수 대상을 확대하고 있던 정면에, 해약・기종 변경 후에 시계로서 이용하고 있는 유저의 사고가 발생한 것으로부터, 2011년이 되고 나서 재차 고지가 되어, 유저 정보의 확인을 할 수 없는 고객으로부터의 신고를 받아들이는 형태로 전회수가 되고 있는[17].

2006년 12월 8일, NTT 도코모는, 산요전기제 배터리 팩(산요 지에스소후트에나지제)을 사용하는 미츠비시 전기제 휴대 전화 단말(FOMA D903i 및 D902i)의 판매를 중지해, 이미 판매된 130만대를 회수한다고 발표했다.신문 게재한 기사・도해에 의하면 (남)음극 전극(-전위) 종단의 동박부가, 제조 장치의 결함에 의해 꺽여져, 충전에 의한 팽창, 더욱 전지 팩 외부로부터 더해지는 충격, 외력, 변형등에 의해 절연막의 separator를 찢어, 전지 외장캔(+전위)과의 사이에 합선을 일으켜 과열・발화, 경우에 의해 파열에 이른다고 설명되고 있다.이용자의 화상, 융단・의류의 소실 등 2005년 11월의 발매로부터 2006년 5월까지 11건의 사고가 보고되어 2006년 8월 이후도 18건의 이상 가열, 파열의 사고 보고가 있었다.메이커는 불편을 눈치채, 2006년 5월에 문제의 제조 장치의 개수와 전지 내부를 이중 절연으로 하는 대책을 강구했지만, 개별적으로 요구가 있던 고객의 전지 교환에 응한 것 봐로 문제의 공표나 회수를 실시하지 않았다.

SED의 PC배터리 문제로의 이상 발생율은 1-2 ppm 정도라고 생각할 수 있지만, 본사고의 미츠비시 전기・산요전기에 있어서의 이상 발생율은 20 ppm를 넘는 비정상인 고율의 트러블 발생이 된 단계에서 간신히 회수를 하게 되었다.그러나 근본 원인은 2006년 8월에 있던 이상 팽창 트러블이 원인의 하나가 되어 있다고 생각할 수 있다.방충전의 과부하에 의한 전지가 부풀어(팽창)를 담보하고 있지 않는 것을 문제라고 생각할 수 있지만, 2006년 5월의 제조 장치의 개수 이후, 이 비정상인 부풀어에 대한 기본적인 대책을 강구할 수 없었기 때문에 이번 문제 발생・확대로 연결되었다고 추정된다.덧붙여 발생율 수치는 신문 발표 분의 사항 보고 건수에 의한 계산치이다.2006년 5월과 2006년 8월의 트러블은 모두 부풀어에 의한 동질의 트러블이다.덧붙여서 풍선과 같이 부푼 전지 팩의 사진이 게재된[18].

또, 「휴대폰을 잘못해 마루 위 등에 떨어뜨리는 것은 자주 있는 것이지만, 본건의 문제 발생 확인의 시뮬레이션시에 외부로부터 더해지는 충격・변형・응력을 상정하지 않았기 때문에 회수의 판단에 이르지 않았다」라고 발표를 실시하고 있다.동12월 9일로는 본사고의 발생・보도와 관계되는 산요전기의 종적관계 조직의 폐해도 지적되고 있어 사업 재편중에서 배터리 비즈니스를 핵심 사업에 평가하는 산요전기, FA기기가 호조이지만 금기 적자가 전망되는 미츠비시 전기에 큰 데미지를 주어 손해의 보충을 산요전기 측에 요구한다고 발표했다.

이 외 , NEC 도킨이 제조한 전지를 채용한, 윌 컴(당시 )의 AH-J3003S 및 WX220J(전자는, 일부는 구DDI 포켓 시대의 것을 포함한다) 향해 전지 팩도 회수가 되고 있다(상술의 W42K 및 A101K의 전지 팩도, NEC 도킨이 제조하고 있었다).

2007년 이후의 사건

  • 2007년
    • 3월 2일, 레노보가 산요제의 배터리 팩 약 20만개를 회수한다고 하는 보도가 있었다.아메리카 합중국에서 4건, 유럽에서 1건의 사고가 확인되고 있는 모양.이번 회수가 앞의 SED의 PC배터리 회수 문제와 같게 타사에 파급할 우려가 있는 것이 지적되었지만, 이번 케이스는 배터리 팩 자체에 문제는 없고, 외부의 충격에 의하는 것이 원인이며, 대상의 배터리 팩은 레노보 전용 뿐이기 위해 타사에 파급할 것은 없다고 발표하고 있다.또, 전지 팩도 레노보의 기준에 따라서 제조한 것이다.일부에서는 이번 건으로 산요의 경영에 있어서 대데미지가 되면 보도되었지만, 전항에 의해 이번 회수에 있어서의 산요의 입장은 레노보에의 지원이라고 하는 형태가 되고 있다.큰 혼란에까지는 도달하지 않은[19].마츠시타 전지 공업으로는 안전성을 향상한 새로운 리튬 이온 2차 전지를 개발, 양산 개시하고 있어[20], SED제나 산요전기제 리튬 이온 2차 전지에의 영향이 주목받고 있다.
    • 8월 14일, 마츠시타 전기산업 자회사의 마츠시타 전지 공업이 노키아에 공급한 배터리 팩「BL-5 C」4600만개의 교환에 노키아가 응하면 보도된[21].벌써 100건 전후의 문제가 시장에서 확인되고 있어 충전하는 것으로써 이상 발열・변형해 휴대 전화 본체에 장착할 수 없게 되거나 전화기가 열로 파손하거나 한다.일본에서는 NTT 도코모, 구보더 폰(현소프트뱅크 모바일)보다 발매되어 현재도 시장에 남는다고 추정되는 16만 팩이 대상이 되어 있다.제조 시기는 2005년 11월부터 2006년 11월.원인은 정극/(남)음극을 절연 하는 separator(절연막)의 파손에 의한 내부 쇼트.효율화를 위한 라인의 개조에 의해 2006년 11월 이후 문제의 발생은 없어졌지만, 마츠시타는 노키아로부터 지적을 받을 때까지 깨달을 것은 없었다.지금까지 100건 전후의 불편이 확인되고 있었는데도 관계없이 대응이 뒤쳐진 것, 불편을 깨닫지 않고 4600만개나 계속 생산한 것 , 잇따르는 일본의 주력 메이커제 리튬 이온 2차 전지 트러블, 등에 의하는 일본의 제조업에의 신뢰 상실등이 염려되고 있다.모든 전지를 교환 대상으로 하면 약 200억엔에서 500억엔의 회수 비용이 발생한다고 보도되고 있는[22][23].
  • 2008년
    • 8월 19일, 경제 산업성은, 애플 재팬이 발매한 iPod nano에 리튬 이온 2차 전지가 원인과 추정되는 과열・소실 사고가 복수 발생하고 있다, 로서 주의 환기를 행한[24].이 건에 대해서, 애플 재팬은, 리콜은 행하지 않고, 과열을 느낀 제품에 대해서는 창구에서 무상 교환한다고 하는 자세를 취하고 있는[25].발표중에서는, 발생율은 제1세대 iPod nano의 0.001퍼센트(10 ppm) 미만이다고 하고 있다.덧붙여 이 사고에 대하고는 배터리의 메이커는 공표되어 있지 않다.
  • 2011년
  • 2013년
    • 모두 지에스・유아사 코퍼레이션계열의 전지에 기인하는 사고이다.
      • 보잉사의 최신예기인 보잉 787에 탑재하는 리튬 이온 2차 전지로부터 발연・발화하는 사고가 잇따라, 한시기 모든 동형기의 운항이 정지되었다.→보잉 787의 배터리 문제를 참조.
      • 리튬 에너지 재팬의 배터리를 탑재한 미츠비시・아우트란다의 PHEV에 대해 납차 준비중 배터리의 발열・고장이 있었던 것이 발표되어[29]후에 리콜이 되었다.공식 발표로는 스크리닝 검사중에 충격이 더해져, 결과 쇼트 했던 것이 원인으로 되어 있다.[30]또 오카야마현에 있는 미츠비시의 공장에 있어 i MiEV용의 배터리가 테스트중에 발화하는 사고도 발생하고 있다.[31]
  • 2016년
    • 삼성 전자가 생산・판매를 실시하는 스마트 폰 Galaxy Note 7으로 연달아 배터리의 발화가 발생해, 전수 리콜 대응을 실시하고 있다.배터리의 생산은, 동삼성 그룹의 삼성 SDI가 배터리를 공급한 것을 발표하고 있다.[32]

각주

  1. ^ ITmedia News：델제 노트 PC로 출화 사고?오사카
  2. ^ dynabook.com | 서포트 정보 | 노트 PC용 소니 주식회사제 배터리 팩의 사고에 수반하는 자주 교환 프로그램에 관한 재차의 부탁
  3. ^소니 주식회사의 배터리 팩 자주 교환 프로그램에 대해— FMV 서포트: 후지쯔
  4. ^ HITACHI：히타치 PC 종합 안내
  5. ^ PC│서포트・문의：샤프
  6. ^서포트로부터의 소식 | VAIO | 서포트・문의 | 소니
  7. ^ Sony Japan | 뉴스 릴리스 | 애플 컴퓨터사에 의한 동사제 노트북형 컴퓨터의 전지 팩 회수에 대한 폐사의 대응에 대해
  8. ^ Sony Japan | 뉴스 릴리스 | 노트북형 컴퓨터 전지 팩의 「자주 교환 프로그램」의 안내에 대해
  9. ^일경 일렉트로닉스 2007년 2월 26일호특집 「불타지 않는 전지」
  10. ^ [1][링크 잘라라]
  11. ^ IBM 레노보와 IBM가 배터리의 자주 회수를 발표- Japan
  12. ^ Sony Japan | 뉴스 릴리스 | 노트북형 컴퓨터용 전지 팩의 「자주 교환 프로그램」에 대해
  13. ^속속・PC 메이커의 설명 책임은 어디에?---리튬 이온 2차 전지의 발화 사고
  14. ^토시바：프레스 릴리스(2007.06. 19)
  15. ^ Sony Japan | 뉴스 릴리스 | 주식회사 토시바의 노트 PC용 전지 팩 자주 회수에 관해서
  16. ^ dynabook.com | 서포트 정보 | (새로운 부탁) 노트 PC용 배터리 팩의 사고에 수반하는 자주 교환 프로그램에 대해
  17. ^ au휴대 전화 「W42K」의 전지 팩 교환의 부탁에 대해 2011년 6월 7일(2015년 3월 26일 열람)
  18. ^ asahi.com：도코모 휴대폰의 전지 파열 산요제, 단말은 미츠비시제-사회
  19. ^ NHK 보도
  20. ^안전 기술을 탑재한 업계 첫 고용량 리튬 이온 배터리의 본격 양산 체제를 확립 | 프레스 릴리스 | Panasonic Newsroom Japan
  21. ^ [2][링크 잘라라]
  22. ^노키아・마츠시타 전지 문제 1 asahi.com보다 노키아・마츠시타 전지 문제 2 asahi.com보다
  23. ^ 일본에 있어서의 마츠시타 전지제 노키아 전지 팩 「BL-5 C」에 관한 소식
  24. ^소비 생활용 제품의 중대 제품 사고와 관련되는 공표에 대해-경제 산업성 헤세이 20년 8월 19일 (화) (PDF) (2011년 5월 13 일시점의 어카이브)
  25. ^ Apple (일본) - Apple Press Info -제1세대 iPod nano 배터리 문제에 대해
  26. ^ "EV사고는 「전지가 원인」, BYD 간부가 발언［차량］". NNA,News (NNA). (2012년 6월 13일). http://news.nna.jp/free/news/20120613 cny027A.html 2012년 6월 19일 열람. 
  27. ^ "그린・뉴딜은 실패?미 차재 리튬 이온 배터리 벤처가 도산". MONOist (ITmedia). (2012년 10월 19일). http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1210/19/news142.html 2012년 11월 3일 열람. 
  28. ^ au휴대 전화 「W52CA」,「EXILIM 휴대폰 W53CA」,「Mobile Hi-Vision CAM Wooo」용의 전지 팩 교환에 대해 2011년 9월 30일(2015년 3월 26일 열람)
  29. ^ 2013년 03월 27일 「아우트란다 PHEV」의 불편에 대해(미츠비시 자동차공 공식 사이트)
  30. ^ 2013년 04월 24일 「아우트란다 PHEV」등에 탑재의 구동용 전지 불편에 관한 원인 조사의 결과에 대해( 보고)(미츠비시 자동차공 공식 사이트)
  31. ^ 2013년 03월 27일 미즈시마 제작소에 있어서의 전기 자동차용 배터리 팩의 화재에 대해(미츠비시 자동차공 공식 사이트)
  32. ^ 삼성의 회수, 배터리 메이커에 주목- WSJ

관련 항목

외부 링크

「https://ja.wikipedia.org/w/index.php? title=리튬 이온 2차 전지의 이상 발열 문제&oldid=62332456」으로부터 취득

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