リチウムイオン電池は、スマートフォンから電気自動車（EV）まで、各種デバイスに長時間の動力を供給することで、私たちの日常生活に不可欠な存在となっています。しかし、これらの電池に故障や破損が生じると、安全上の問題を引き起こす可能性があります。本稿では、リチウムイオン電池の動作原理を深く探り、破損電池がもたらす可能性のあるリスクを分析し、安全な処理方法に関する提案を提供します。
リチウムイオン電池は、正極と負極の間でリチウムイオンが移動することでエネルギーを蓄え、放出します。
- 充電過程：外部電源から電流を供給すると、正極（一般的にリチウム含有金属酸化物）に含まれるリチウムイオン（Li⁺）が解離し、電解質を通って負極（主に黒鉛）へ移動し、負極内部に挿入（インターカレーション）されてエネルギーが蓄積されます；
- 放電過程：外部回路に負荷（例：スマートフォンのデバイス）を接続すると、負極に蓄えられたリチウムイオンが電解質を通って正極へ戻り、この過程で電子が外部回路を流れて電気エネルギーとして放出されます。
ここで重要なのは、電解質の役割です。電解質は「リチウムイオンは通過させるが、電子は通過させない」特性を持つ物質（液体電解質の場合は有機溶媒にリチウム塩を溶解したもの）で、正負極間のイオン伝導を媒介すると同時に、正負極の直接接触による短絡を防ぐ機能も担っています。
電池が物理的な損傷（落下による衝撃、外部からの加圧）を受けたり、高温環境（例：直射日光の下、高温の車内）に暴露されたりすると、内部のセパレーター（正負極を隔てる絶縁膜）が破断または収縮し、正負極が直接接触する「内部短絡」が発生することがあります。
この短絡により、電池内部で急激な化学反応（酸化還元反応）が起こり、大量の熱が瞬間的に発生。この熱により電解質が燃焼し、さらに正極材料の分解が促されて酸素が放出されると、「熱暴走」と呼ばれる連鎖的な発熱・発火反応が引き起こされます。熱暴走が進行すると、電池は数秒～数分で 1000℃以上に昇温し、最悪の場合爆発に至るリスクがあります。
破損により電池の外装ケースが変形したり、内部のセパレーターが破損したりすると、正極と負極の導電性材料が直接接触して「内部短絡」が発生します。内部短絡が起こると、電池に蓄えられた電気エネルギーが瞬間的に放出され、回路に過大な電流が流れます。
この過電流により、電池内部の温度が急上昇し、電解質が蒸発・燃焼して発火する可能性があります。また、短絡により電池の電圧が急速に低下し、使用中のデバイスが突然停止するだけでなく、デバイス内部の回路を損傷させることもあります。
電池の外装ケースが破損したり、封口部分が劣化したりすると、内部の電解液（主に炭酸エステル系溶媒にリチウムヘキサフルオロリン酸塩などのリチウム塩を溶解したもの）や、正極に含まれるコバルト、ニッケルなどの重金属が外部に漏出することがあります。
漏出した電解液は強い腐食性を持ち、皮膚に接触すると刺激や火傷を引き起こし、吸入すると呼吸器への損傷を与えるリスクがあります。また、重金属が土壌や地下水に浸透すると、周辺の生態系を汚染し、長期的に環境と人間の健康に悪影響を及ぼします。
破損した電池（外装の亀裂、膨らみ、電解液漏出などの迹象があるもの）を発見した場合は、直ちにデバイスから取り外して使用を停止します。この際、手袋やマスクを着用し、皮膚や粘膜が破損部分や漏出液に直接接触しないよう注意します。
万一、漏出液が皮膚に付着した場合は、直ちに流水で 5～10 分間洗い流し、症状が続く場合は医師に相談します。また、破損電池を他の金属製品（キー、硬貨など）や他の電池と接触させないようにし、二次的な短絡や発火を防ぎます。
破損電池は、密閉された空間（車内、戸棚の中、密閉容器）に放置しないで、換気が良好な場所（例：室外の日陰、換気扇がついたバルコニー）に移します。
破損電池からは、電解液の蒸発により揮発性の有害ガス（例：フッ化水素、炭酸ガス）が発生する可能性があり、密閉空間でこれらのガスが蓄積すると、吸入による健康リスクが高まります。通風良好な場所に放置することで、有害ガスを希釈・拡散させ、リスクを低減できます。
破損電池は、一般的な家庭ゴミと一緒に捨てず、専門の電池回収事業者や自治体が指定する有害廃棄物受け付け拠点に引き渡します。
多くの国と地域では、リチウムイオン電池を「特定有害廃棄物」として分類しており、専門の処理設備で低温安定化、材料分離、有害物質無害化の工程を経て処理されます。例えば、日本では家電量販店（ヨドバシカメラ、ビックカメラなど）や自治体の清掃センターで破損電池の回収を受け付けており、安全に処理することができます。
- 極端な温度への暴露を避ける：リチウムイオン電池の適正使用温度範囲は一般的に 0～45℃で、-20℃以下の低温環境では性能が低下し、60℃以上の高温環境ではセパレーターが劣化して短絡リスクが高まります。因此、電池を直射日光の下や高温の車内に長時間放置しないでください；
- 過充電・過放電を避ける：充電器はメーカー純正または認定品を使用し、充電完了後は直ちに抜くようにします。過充電は電池内部のリチウムデンドライト（リチウムの針状結晶）が析出する原因となり、これがセパレーターを突き破ると内部短絡が発生します。また、電池の残量が 5% 以下になるまで深く放電することも、電池寿命の短縮と内部劣化を引き起こすため避けます。
電池を長期間使用しない場合は、以下の方法で保管します：
- 保管場所は「乾燥・陰涼・通風が良好」な場所（例：室内の棚、戸棚の上段）を選び、湿気の多い浴室の近くや高温のコンロのそばには置かない；
- 単体の電池（スマートフォン用交換電池など）は、専用の絶縁ケースに入れるか、正負極をテープで覆って保管し、他の金属や電池と接触して短絡するのを防ぐ；
- 保管時の電池残量は 30～50% に保つのが最適で、完全に充電した状態や完全に放電した状態で長期保管すると、電池の劣化が加速します。
使用中の電池やデバイスの外観を定期的（例：1～2 ヶ月に 1 回）に点検し、以下の異常迹象がないか確認します：
- 電池の外装ケースの亀裂、変形、傷；
- 電池の膨らみ（デバイスの筐体が反ったり、ボタンが押しにくくなったりするのは膨らみの信号）；
- 電解液の漏出（外装に粘性のある液体が付着したり、異臭がするのは漏出の可能性）；
- 充電時の異常発熱（充電中に電池が手で触れる程度の温かさを超えて熱くなる）。
これらの異常を発見した場合は、直ちに使用を停止し、専門の処理を依頼します。
リチウムイオン電池は現代生活に利便性をもたらす一方で、安全上のリスクも伴います。これらのリスクを理解し、適切な予防対策を講じることで、これらの電池を安全に使用することができます。本稿を通じて、リチウムイオン電池の安全性に対する国民の認識を高め、責任ある態度で電池を処理することを呼びかけたいと思います。
- 核心用語の科学性と安全性適合性
- 熱暴走（ねっぼうそう）：「热失控」の日本電池安全分野の標準用語で、日本電池工業会（JBA）「リチウムイオン電池安全試験方法」において「電池内部で急激な発熱反応が連鎖的に進行する現象」と定義され、破損電池の最も危険なリスクの一つとして位置づけられています；
- セパレーター（せぱれーたー）：「separator」の技術用語で、JBA「二次電池部品用語辞典」において「正極と負極を隔て、イオンを通過させるが電子を遮断する絶縁膜」と定義され、電池の安全性を確保する核心部品です；
- 文脈の実践適合性
- 「安全处理建议」を「安全な処理方法（あんぜんなしょりほうほう）」、「预防措施」を「予防対策（よぼうたいさく）」と訳すことで、日本消防庁「危険物安全対策マニュアル」の用語体系に合わせています。また、具体的な温度範囲（0～45℃）、保管残量（30～50%）、点検周期（1～2 ヶ月）を挙げることで、一般使用者が実践しやすい具体的な指針を提供し、安全性の向上に直接貢献する内容としています。
