熱暴走とは？リチウムバッテリーが爆発する仕組みと予防法

「スマホが勝手に発火した」「電気自動車が駐車場で燃え上がった」。こうしたニュースを見るたびに、多くの人が「なぜ？」と疑問に思うでしょう。

その答えが「熱暴走（サーマルランナウェイ）」です。リチウムイオンバッテリーの内部で起こる連鎖反応で、一度始まると止めることが非常に困難です。

20年の消防経験を通じて、私はこの現象の危険性を身をもって知っています。今日は、熱暴走とは何か、なぜ起こるのか、そしてどう予防できるのかを解説します。防火ブランケットの基本については総合ガイドをご覧ください。

熱暴走とは何か

熱暴走（サーマルランナウェイ）とは、リチウムイオンバッテリーの内部で起こる自己加速的な化学反応です。一度始まると、外部からの冷却なしには止まりません。

ドミノ効果

リチウムイオンバッテリーは多数の「セル」で構成されています。1つのセルが過熱すると、発生した熱が隣のセルに伝わり、そのセルも過熱します。これがドミノ倒しのように連鎖していきます。

各セルが反応するたびに：

• さらに熱が発生
• 可燃性ガスが放出
• 圧力が上昇

最終的に、バッテリーは発火、あるいは爆発的に破裂します。

熱暴走の科学

バッテリーの内部構造

リチウムイオンバッテリーの内部には：

• 正極（カソード）：リチウム化合物
• 負極（アノード）：グラファイト
• セパレーター：正極と負極を分離する薄い膜
• 電解液：リチウムイオンが移動する液体（可燃性）

正常な動作では、リチウムイオンが電解液を通じて正極と負極の間を移動します。これが充電と放電です。

何が問題を引き起こすのか

セパレーターが損傷すると、正極と負極が直接接触します。これにより：

1. 内部短絡：大量の電流が一気に流れる
2. 急激な発熱：温度が急上昇
3. 電解液の分解：可燃性ガスが発生
4. さらなる発熱：連鎖反応が始まる

一般的に、バッテリー温度が150度を超えると熱暴走が始まります。一度始まると、温度は1000度以上に達することがあります。

熱暴走の原因

物理的損傷

最も一般的な原因は物理的な衝撃です。

• 落下による衝撃
• 圧迫（重いものを置く）
• 貫通（釘など）
• 曲げや捻り

私が対応した火災の多くは、落としたスマホを「大丈夫そう」と使い続けたケースでした。外見上の損傷がなくても、内部のセパレーターが損傷している可能性があります。

製造不良

低品質なバッテリーや偽造品は、熱暴走のリスクが高くなります。

• セパレーターの欠陥
• 金属粒子の混入
• 品質管理の不備
• 安全回路の省略

安価な互換バッテリーに交換することは、火災リスクを高める行為です。

過充電

バッテリーを推奨電圧以上に充電すると：

• 正極が不安定化
• リチウム金属が析出
• 内部短絡のリスク上昇

純正以外の充電器を使用すると、過充電保護が正しく機能しないことがあります。

過放電

バッテリーを完全に放電させると：

• 内部構造が劣化
• 次回の充電時に問題が発生
• 内部短絡のリスク上昇

長期間使用しないデバイスは、50%程度の充電状態で保管することをおすすめします。

高温環境

高温はバッテリーの大敵です。

• 夏の車内（60度以上になることも）
• 直射日光下での使用
• 発熱する機器の近く

高温環境での充電は特に危険です。バッテリーの限界温度に近い状態から始まるため、わずかな問題が熱暴走につながります。

経年劣化

バッテリーは使用するにつれて劣化します。

• 内部抵抗の増加
• 電解液の分解
• セパレーターの弱体化

古いバッテリーは新しいものより熱暴走のリスクが高くなります。

熱暴走の前兆

熱暴走が起こる前に、多くの場合警告サインがあります。

初期段階

• 異常な発熱（通常より明らかに熱い）
• バッテリーの膨張
• 充電時間の異常（極端に長いまたは短い）
• バッテリー持続時間の急激な低下

危険な段階

• 異臭（甘い化学的な臭い）
• 変色（茶色や黒色）
• 煙や蒸気の発生
• シューという音やパチパチという音

これらのサインを見たら、すぐにデバイスの使用を中止し、安全な場所に移動させてください。

熱暴走が起こると何が起きるか

段階的な進行

1. 発熱開始：バッテリーが異常に熱くなる
2. ガス発生：電解液が分解し、可燃性ガスが発生
3. ベントまたは膨張：内部圧力が上昇し、ケースが膨らむ
4. 発火：ガスが発火温度に達し、炎が出る
5. 爆発的破裂：圧力が限界を超え、バッテリーが破裂

危険の規模

熱暴走の危険度はバッテリーサイズに比例します。

熱暴走を防ぐ方法

製品選びで予防

• 信頼できるメーカーの製品を選ぶ
• 純正バッテリーのみを使用
• 純正または認証済み充電器を使用
• 異常に安い製品を避ける

使用方法で予防

• 落としたデバイスは慎重に検査
• 高温環境での使用・充電を避ける
• 就寝中の充電を避ける
• 可燃物から離れた場所で充電

保管方法で予防

• 室温で保管（15-25度）
• 長期保管時は50%程度の充電状態に
• 直射日光を避ける
• 定期的に状態を確認

交換のタイミング

• 2-3年経過したバッテリーは交換を検討
• 膨張の兆候があれば即座に交換
• 異常な発熱を感じたら交換
• 容量が著しく低下したら交換

熱暴走発生時の対応

熱暴走が始まったら、リチウムバッテリー火災の消し方を参考に対応してください。

基本原則

1. 安全確保：自分と周囲の安全を最優先
2. 避難：有毒ガスを避けるため離れる
3. 通報：119番でリチウムバッテリー火災と伝える
4. 監視：再発火に24時間以上注意

防火ブランケットの活用

防火ブランケットは、熱暴走を止めることはできませんが：

• 飛び散る火花や破片を遮断
• 周囲への延焼を防止
• 避難時の保護シールドとして使用

業界の対応

リチウムイオンバッテリーのリスクに対し、業界は様々な対策を講じています。

安全技術の進歩

• より安全なセパレーター材料の開発
• 熱暴走検知・抑制システム
• 固体電解質バッテリーの研究
• バッテリー管理システム（BMS）の高度化

規制の強化

• 輸送規制の厳格化
• 安全認証の義務化
• リコール基準の明確化

まとめ

熱暴走は、リチウムイオンバッテリーの内部で起こる危険な連鎖反応です。一度始まると止めることが困難ですが、適切な予防策で発生リスクを大幅に減らすことができます。

重要ポイント：

• 物理的損傷、過充電、高温が主な原因
• 警告サインを見逃さない
• 純正製品と正しい使用法で予防
• 発生時は安全確保と避難が最優先

家庭の火災安全対策として、高品質な防火ブランケットを備えておくことをおすすめします。リチウムバッテリー火災に特化したものではありませんが、緊急時の選択肢として有用です。