リチウムイオン電池用過充電防爆ボックス

過充電防爆ボックス - TOB-001-1

18650電池、ボタン電池、スマホ電池、モバイルバッテリー、一次電池の過充電・過放電試験用シングルチャンバー式スチール製防爆ボックス

製品概要と主な用途

TOB-001-1は、過充電または過放電試験中に爆発や発火を起こしたセルからテスト作業者を遠ざけるためだけに作られたスチール製防爆ボックスです。セルはステンレス製チャンバーの内部に置かれ、ドアがロックされチェーンで固定されるため、作業者はサンプルの真上に立つ代わりに防爆ガラス越しに様子を観察できます。本体はすべてスチール製であり、これが装飾的な外壁ではなくボックスとしての確実な封じ込め性能をもたらしています。

1台のキャビネットにアセンブリ全体が収まっています。上部にテストチャンバー、下部に機器用キャビネットが配置されています。内部のチャンバー寸法は500 x 500 x 500 mmで、全体が1.5 mmの304ステンレス鋼板で内張りされており、外側のシェルは1.2 mmの冷間圧延鋼板に耐熱粉体塗装が施されており、全体の外形寸法は700 x 700 x 1,600 mmとなっています。キャビネットには4つのアジャスター付きキャスターが付いているため、床に固定しなくても位置を変更できます。

封じ込めは単一ではなく多層構造です。1つの窓を備えた片開きドアが強力なSUS 304製ヒンジに沿って本体にしっかりと閉じられ、防爆ロックで保持されます。ドアの両側にある2本のφ10 mm防爆チェーンにより、万が一ロックが完全に係合していない場合でも、ドアの開きすぎが制限されます。また、背面壁にある機械的な圧力逃がし口により、作業者から離れた方向へ過剰圧力を安全に逃がす経路が確保されます。

このボックスはテスターではなくバリアです。 充電、放電、測定などは一切行いません。過充電電源、データロガー、熱電対はお手元のテストベンチのものを使用し、それらのリード線は左側のφ50 mmポートからチャンバー内に引き込まれます。このボックスが提供するのは、試験が実行される環境そのものです。

主な用途：

• スマートフォン用バッテリー（膨らんだパウチやガス抜けを起こしたパックが想定される故障ケース）
• ボタン電池（飛散するほど小型でありながら、負傷させるには十分な熱を持つもの）
• モバイルバッテリー（裸のセルとしてではなく、パックとしてテストされるもの）
• 単3および単4一次電池（5シリーズおよび7シリーズ、液漏れやガス抜けのケースを含む）
• 単一の18650セル（過充電および過放電のスクリーニングに最もよく使用されるフォーマット）

TOB-001-1 過充電防爆ボックス、正面図：フラッシュ埋め込みハンドルと、その横にあるコントロールパネルを備えた片開きドア。

セルフォーマットと1シフトあたりのテスト数量をお知らせいただければ、ご注文前にチャンバーサイズと付属品リストを確認いたします。

過充電試験になぜ物理的なバリアが必要なのか

過充電されたセルは、おとなしく故障することはありません。カソードがリチウムを受け入れられなくなる限界を超えると、電解液の分解が始まり、セルから可燃性蒸気が噴出し、最悪の場合には缶が破裂して高温の破片が外側に飛び散ります。この現象は一瞬であり、破片は目の前に立つ人に怪我を負わせるのに十分なエネルギーを持ってセルから飛び出します。オープンクランプでセルを保持するだけのテストベンチでは、セルがその方向に故障しないという前提に立ってしまっています。

ドラフトチャンバー（フュームフード）は代用品にはなりません。フードは空気処理装置であり、蒸気を希釈して排気するものであり、そのサッシ、サイドパネル、ダクトは圧力パルスや固体の破片ではなく、その空気処理業務に合わせて作られています。また、排気は煙がすでに作業空間に放出された後に行われます。TOB-001-1はこれら2つの機能を分離しています。スチール製チャンバーが機械的な破裂現象を受け止め、背面の換気ファンがその後の空気をきれいにし、機械的な圧力逃がし口がキャビネットの背面に明確な排気口を提供します。

第3の封じ込め要素は、機械的なものではなく手順的なものです（防爆ロックとチェーン）。単に閉じられただけのドアは爆風で開いてしまいます。ドアの両側にある2本のφ10 mmチェーンは、完全にラッチされていないドアであってもわずかな距離しか動かないようにサイズ設計されており、破片を内部に、作業者を外部に保ちます。

チャンバーの構造と封じ込め機能

キャビネットは4つのアジャスター付きキャスターの上に高さ1,600 mmで立つ一体型のユニットです。上部にテストチャンバー、下部に機器用キャビネットが配置されています。チャンバー自体は500 x 500 x 500 mmの空間であり、1.5 mmの304ステンレス鋼板で完全に内張りされています。コーティングされたパネルではなく、ガス抜けを起こしたセルが実際に接触する壁面全体がステンレス製ライナーで覆われています。

二重構造。 304ステンレス製ライナーが選ばれているのは、ガス抜けを起こしたリチウムイオン電池から放出されるフッ化水素や有機溶剤に対して、塗装された軟鋼表面よりもはるかに優れた耐性を持つためです。その周囲を、高耐熱粉体塗装が施された1.2 mmの冷間圧延鋼板シェルが構造的負荷を支え、ボックスの外観を仕上げています。

大理石の底面。 セルはスチールの上に直接置かれるのではなく、チャンバーの床に敷かれた大理石のスラブの上に置かれます。大理石は絶縁体です。破裂したセルから電解液が漏れ出しても、その水たまりがセルの缶とチャンバーの壁面を橋渡しして試験を早期に終了させたり結果を誤認させたりする外部ショートを引き起こすことがありません。

開けずに観察。 片開きドアには観察窓が1つ付いているため、チャンバーを開けずに最初から最後までガスの噴出を観察できます。ラッチを外す必要もなければ、セルがどうなっているかを確認するために開いたドアの前に誰も立つ必要もありません。

操作側から見たボックスのフィッティング：

• ドア - 片開き、1つの窓、フラッシュ埋め込みハンドル、SUS 304ヒンジを備え、強力なヒンジで本体に結合され防爆ロックで保持されているため、単なるカバーではなく封じ込めの構造の一部となっています。
• 防爆チェーン - ロックが完全に係合していない場合の第2の防御線として、ドアの左右にそれぞれ2本ずつ、計4本のφ10 mmチェーンが備えられています。
• 圧力リリーフ（圧力逃がし） - 背面壁にある機械的なリリーフ開口部で、セルが爆発した際に外側に開いて圧力を解放します。
• 排気ファン - キャビネットの背面にある強力なファンで、煙を外部に排出し、コントロールパネルから切り替え操作が可能です。
• 照明 - チャンバーの上部にある1つの高輝度・省エネLEDランプで、テストスペース全体を照らし、ガス噴出中も窓を視認可能な状態に保ちます。
• テストポート- 左側にφ50 mmのポートを備え、ケーブル周りを密閉するシリコンプラグと、ポート未使用時に使用するステンレス製のカバーが付いています。
• 操作パネル- 排気ファンと照明のスイッチを切り替えます。テスト中にキャビネットの他の部分に電気が通ることはありません。
• キャスター- 4つの調整・ロック可能なキャスターにより、ボックスをベンチに移動させてから所定の位置に固定できます。

TOB-001-1の内部：チャンバー壁面全体に貼られた304ステンレススチール製ライナーと、床面に敷かれた大理石スラブ。

完全な仕様

1. 寸法と材質

1,600 mmの外形高さには、テストチャンバー、機器用キャビネット、フレーム、キャスターが含まれます。外形設置面積は700 x 700 mmです。

2. ドア、継手、電源

コントロールパネルは排気ファンと室内LEDを切り替えます。テスト中、キャビネット上の他の部分に通電することはありません。

操作手順

1. テスト前

1. 最初に照明を点灯してチャンバー内を点検します。大理石プレートが乾いており、前回の試験によるゴミがないこと、またガラスがセルを確認できる程度に清潔であることを確認してください。
2. セルを大理石プレートの中央に配置し、排気口側を窓とは反対側に向けます。
3. 左側のφ50 mmポートからテストリードを引き込み、周りにシリコーンプラグを取り付けて、ケーブル挿入口を閉じつつポートが使用可能な状態を維持します。
4. 片開きの扉を閉じ、防爆ロックを噛み合わせ、両側のφ10 mmチェーン2本を引っ掛けます。
5. コントロールパネルから排気ファンを起動し、ご自身の電流源で過充電または過放電プログラムを開始します。
6. ポートを使用しないときは、開口部が完全に閉じるようにステンレス製カバーを取り付け直します。

左側のφ50 mmポート：シリコーンプラグがリードの周囲を密閉し、使用していないときはステンレスカバーがポートを閉じます。

2. 試験中および試験後

1. 開けたドアからではなく、窓越しに様子を見てください。プログラム実行中、ドアはロックされチェーンが掛けられたままになります。
2. セルからガスが噴出したり破裂したりした場合は、排気ファンを稼働させ、煙が消えてチャンバーが冷却されるまでチャンバーを開けないでください。
3. 開口後、次の試験を行う前に、後部の機械式リリーフ口が閉位置に戻っていることを確認してください。
4. 非火花性工具で破片を取り除き、大理石のスラブとガラスを清掃し、テストログに対してセルの状態を記録してください。

設置場所の準備とメンテナンス

• 電源。 キャビネットには、保護アース付きで定格 0.2 kW、単相 AC 220V、50Hz の電源が必要です。この電源は排気ファンとLEDのみを作動させます。過充電の供給源は別の機器です。
• クリアランス。 前方にはドアの開閉スペースを、キャビネットの後方にはリリーフ口とファンの排気用のスペースを空けておいてください。壁で塞がれたリリーフ口は、もはやリリーフ口としての機能を果たしません。
• 床。 本機は4つの調節可能なキャスターの上に設置されるため、水平な床と 700 x 700 mm の設置面積を確保できる通路があれば十分です。設置したらキャスターをロックしてください。
• 試験の間。 ガラスを拭き、ヒンジとロック面を点検し、4本のチェーンすべてがしっかりと固定されており、曲がったリンクがないことを確認してください。
• 絶対に試験サイクルを短縮するためにロックやチェーンを無効にしないでください。また、セルからガスが噴出している間は、絶対にテストポートを開けたままにしないでください。

エンジニアリング FAQ

Q1: ドラフトチャンバーではできない作業を、なぜスチール製の箱ができるのですか？

2つのデバイスは異なる問題を解決するためです。ドラフトチャンバーは空気を処理する装置であり、蒸気を希釈して排気し、そのサッシュ、側板、ダクトはその作業に合わせて作られています。破裂するセルは圧力パルスと固体の破片を発生させますが、ドラフトチャンバーはいずれも阻止するように設計されていません。ドラフトチャンバーが煙を排気する頃には、作業スペース内ですでに事象が発生してしまっています。このボックスはその順序を変え、スチール製のチャンバーが機械的事象を吸収し、その後に残ったものを排気処理します。

Q2: なぜテストチャンバーが上部にあり、その下に機器キャビネットがあるのですか？

チェンバーとそれを駆動するハードウェアには、それぞれ異なる要件があるためです。チェンバーは小型で密閉され、ステンレス鋼で内張りされている必要があり、内部のすべてのミリメートルが作業容積となります。ファン、コントロール、配線は、その仕事を果たすためにその容積内に収まる必要はありません。それらを垂直に積み重ねることで、チェンバーをコンパクトに保ち、500 mmの立方体を膝の高さに埋め込むのではなく、窓を持ち上げて立った状態の目の高さにすることができます。

Q3: なぜスチール床の代わりに大理石スラブを使用するのですか？

導電性の底面ではテストが早期に終了し、それが音もなく行われてしまう可能性があるためです。セルが破裂して電解液が漏れた場合、スチール床の上の水たまりがセル缶とチェンバー壁を橋渡しします。これが外部短絡であり、セルは、テストしようとした過充電状態とは何の関係もない2番目の故障経路を持つことになります。大理石は絶縁体であるため、漏れは漏れのままであり、結果は過充電に起因するものとして維持されます。

Q4: なぜ密閉ボックスに依然として排気ファンがあり、後部のリリーフ開口部は何の役割を果たすのですか？

これは圧力容器ではなく、封じ込め用エンクロージャーです。ファンは、セルが破裂せずに煙や電解液の蒸気を排出する通常のケースのためにあります。煙を外部に排出することで、次の観察をきれいな空気越しに行うことができます。機械式リリーフ開口部は、内部圧力がファンが除去できるよりも速く上昇する例外的なケースのためにあり、キャビネットの背面に明確な出口を与えます。一方が雰囲気を処理し、もう一方が圧力を処理し、どちらも他方の代わりにはなりません。

Q5: ドアの片側に1本ではなく、なぜ2本のチェーンがあるのですか？

ドアが大きく重い枚板であり、爆風がそれを不均等に負荷するためです。片側につき1本のチェーンでは、ドアが負荷されたチェーンを中心に回転し、反対側の角で開いてしまいます。片側につき2本であれば4点で枚板を拘束するため、スイングとしてではなく、並進移動として移動が制限されます。チェーンは防爆ロックの背後にある第2の防御線であり、完全にラッチが外れたドアでもごくわずかな距離しか動かないようにサイズ設定されています。

Q6: このボックスは何を行わないものであり、いつ別のテスターが必要になりますか？

TOB-001-1はイベントを収容するものであり、テスト条件を作成したり何かを測定したりするものではありません。充電源、データロギング、温度制御、ガススクラビング、アクティブな消火機能はなく、500 x 500 x 500 mmのチェンバーはモジュールやパックではなく民生用セル向けのサイズになっています。テストが電気的なものではなく機械的なものである場合、TOB-6047-2T 針貫通およびクラッシュテスターが制御されたフレーム内で乱用を加え、研究している故障モードが熱伝播である場合、TOB-8401 熱暴走試験機が適切な機器であり、セルを意図的に着火させなければならない場合は

ファミリ全体がバッテリーおよびスーパーキャパシタ安全性テスターの下にリストされており、このボックスは短絡、衝撃、振動、熱乱用機器と並んでここに配置されています。

セルフォーマット、シフトあたりのセル数、ベンチ背面のスペースをお知らせいただければ、ご注文前にチェンバーの構成と付属品リストを確認いたします。

tob.amy@tobmachine.com | +86 181 2071 5609

レビュー担当：Science Wang、シックス・シグマ・ブラックベルト、バッテリーライン ｜ 最終更新日：2026-10-20