【リチウムイオン電池】外部短絡試験とは?シャント抵抗など

リチウムイオン電池における外部短絡試験の特徴・内容・手順などについてまとめました。

外部短絡試験とは

外部短絡試験(強制外部短絡試験試験)とは、電池の安全性を評価する試験の1つです。
その名の通り、「電池が外部短絡を起こしてしまったときにどの程度耐えられるか」を調べます。
昨今、安全性について騒がれているリチウムイオン電池の安全性評価によく利用されています。

外部短絡状態

外部短絡状態になると、大きな短絡電流が流れ、電池が高温になます。
そして、電池が膨張・破裂・発火してしまうことがあります。
通常、電池には内部短絡が起きた場合に耐えられるような設計がされています。
外部短絡試験ではその評価を行います。

外部短絡試験の概要

■回路構成

電流測定を行うために、回路中にシャント抵抗(分流器)を入れます。
そして、シャント抵抗の両端電圧をデータロガーで計測し、オームの法則により電圧から電流値を得ます。
オームの法則より、外部抵抗が小さいほど、短絡時の電流は大きくなるため、厳しい試験となります。

参考
1 【電流測定】シャント抵抗器とは?分流との関係
操作内容
1 電池を満充電(SOC100%)にします。
2 スイッチをONにして外部短絡を発生させます。
3 外部短絡時の「短絡電流」「電池の電圧」「温度」等をデータロガーで観測します。
4 内部短絡時の破裂・発火・熱暴走の有無などを確認し、合否判定を行います。

試験動画

参考文献・関連ページ
1 【電池入門】基本原理・アルゴリズム
2 電気・電子回路入門
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