技術

電気自動車ブームに潜む火災リスク

リリース時間: 2025年11月30日

はじめに

19世紀末、電気自動車は初めて登場し、一時的に広く普及しました。しかし、20世紀には内燃機関技術の進展と石油の普及により、電気自動車は長期間にわたり注目を失いました。21世紀初頭になって、エネルギー危機や環境意識の高まり、そしてリチウムイオン電池技術の成熟という好機により、電気自動車産業は再び活性化しました。テスラなどのメーカーは電気自動車の知能化・高級化を推進し、各国政府の補助金や政策が普及を加速させました。現在、世界の自動車産業は新たな電動化時代に突入しています。

中国においては、過去10年間で電気自動車の発展は飛躍的な成長を遂げました。年間生産台数は2012年の約1万3千台から2018年には100万台を超え、2024年には1,288万台に達し、年間新エネルギー車の生産が1,000万台を突破した世界初の国となりました。この成功は、政策支援、技術的ブレークスルー（電池のエネルギー密度向上や急速充電の普及など）、そして整備されたサプライチェーンに起因しています。新エネルギー車の市場シェアは1%未満から約40%にまで拡大し、伝統的な内燃機関車を数か月連続で上回る結果となり、中国が自動車大国から自動車強国へと移行したことを示しています。

しかし、電気自動車の生産が急増する裏には、多くの安全上の懸念が潜んでいます。その代表的な問題が、電気自動車の火災です。

本記事では、電気自動車火災の事例とその原因を紹介します。また、電気自動車の電池火災の潜在的な要因を詳しく分析し、火災リスクに対応するための電気自動車電池の今後の改善策についても解説します。

電気自動車火災の事例

図1　各自動車ブランドで発生した火災の写真

·Li（理想汽車）：2025年10月23日、中国・上海で、通常走行中のLi Auto MEGAの車体下部から火花が発生し、その後車両は瞬く間に炎に包まれました。

·Xiaomi（小米汽車）：2025年10月13日、中国・四川省成都で、加速中のXiaomi SU7が制御を失い、緑地帯に衝突して火災が発生しました。

·NIO（蔚来）：2025年10月13日、中国・雲南省大理で、衝突などの外的要因がないNIO ET7が異音を発した後、乗員室から火が出ました。

·Avatar Technology（零跑科技）：2025年10月5日、中国・福建省寧徳で、駐車中のAvatar 06が突然火災を起こし、乗員席付近から発火しました。

·XPeng Motors（小鵬汽車）：2025年1月7日、中国・山東省済南で、駐車中のXPeng G3（生産終了済み）が地下駐車場の前室で火災を起こし、大規模な炎となりました。

·BYD（比亜迪）：2025年9月14日、中国・北京で、空港付近を走行中のBYD Seal 06からエアベントに焦げ臭と煙が発生し、その後火災となりました。

·AITO：2024年8月27日、中国・江西省赣州で、充電中かつ駐車中のAITO M5が前列で突如火災を起こしました。

上記の火災事例の現象に基づき、原因について予備的な推測を行うことができます。Li AutoおよびXiaomi Autoの火災は非常に激しく、ほぼ消火不可能で車体のフレームのみが残りました。一般に、リチウムイオン電池が発火すると炎は急速に広がり消火が困難であるため、これら2ブランドの火災は電池の発火であると予備的に判断できます。

その他のブランドでは、火災の発生源が乗員室や前部コンパートメントにありました。BYD車では発火前に焦げ臭が確認されており、他の物品が先に燃えた可能性が高く、それが車両火災につながったと考えられます。その後の公式発表でも、これらの推測と概ね一致しています。例えば、Xiaomi車は緑地帯に衝突したことにより電池が破損して火災が発生しました。Li Auto MEGAの火災原因については公式発表がありませんが、10秒以内という極めて短時間での発火は、電池パックの火災である可能性が非常に高いと考えられます。

現在の一般的な電気自動車はリチウムイオン電池を使用しており、主にリチウム鉄リン酸（LFP）電池と三元系リチウム（NCM/NCA）電池の2種類に分類されます。両者における火災の根本原因は、電池の「熱暴走」にあります。

車両が衝突事故に巻き込まれると、衝撃が電池室に侵入し、電池のセパレーターが破損したり、外装ケースが変形したりする可能性があります。これにより正極と負極が直接接触して短絡が発生する場合があります。短絡が発生すると、電池内部の温度が急激に上昇します。過度に高温になると、電解液が分解され可燃性ガスが発生します。また、グラファイト負極が高温下で空気にさらされると、爆発する可能性もあります。電池パックは数千個の単電池で構成されており、1セルが熱暴走を起こすと連鎖反応を引き起こし、隣接するセルも熱暴走を起こす場合があります。熱暴走が制御不可能な臨界値を超えると、火災は急速に拡大します。リチウム電池におけるこの熱暴走は不可逆的であり、非常に速く広がるため、しばしば事故による大きな変形の後に発生します。

しかし、Li Auto MEGAのように通常走行中に発生する電池火災はさらに危険です。乗員が気付かないうちに車両全体が炎に包まれる可能性があり、ほとんど逃げる時間がありません。これは、すべてのメーカーが電池出荷前に防ぐべきシナリオです。Li Auto MEGAの電池火災事例は、電気自動車用動力電池の安全試験基準が、真の安全性を確保するにはまだ十分ではないことを示しています。

電気自動車電池の安全性向上方法

電池火災の主な原因は、さまざまな状況下での短絡や電解液漏れ、すなわち電池の物理的構造の破損にあります。具体的には、外力による集電体の破損、内部リチウムデンドライトによるセパレーター貫通、衝撃による外装ケースの破損による電解液漏れなどです。これを踏まえ、主な改善方法は以下の3つの分野に焦点を当てています。

1、集電体箔の改良：複合アルミ箔

アルミ箔の表面に、高耐熱ポリマー（PI、PETなど）やセラミック材料（アルミナなど）をコーティングすることで複合箔を作製します。表面が滑らかになりバリが少なくなることで、リチウムデンドライトの成長を抑制できます。多孔質セラミックを使用した場合、電解液の分布が均一化され、局所的な高電流密度によるデンドライト成長を防止できます。

電池メーカーの試験によると、改良型電池は1Cで500サイクル後、リチウムデンドライトの長さが約40%短縮されました。複合PIアルミ箔は純アルミ箔に比べて靭性が高く、衝撃による貫通などの外力を緩和し、集電体破損による内部短絡を効果的に防止します。自動車メーカーのデータでは、複合アルミ箔を使用した電池は釘貫通後の電圧低下が2～3秒遅れ、熱暴走温度は50℃以上低下することが確認されています。

セラミックは融点が高く（400℃以上）、熱膨張係数が低いため、高温時の熱拡散や膨張を遅らせることができます。また、電解液による腐食にも強く、銅箔が電解液と反応してガスを発生させ膨張するのを防ぐ効果もあります。現在、CATLの「麒麟電池（Qilin Battery）」やBYDの「ブレード電池（Blade Battery）」は複合アルミ箔を採用して量産されています。

コーティングの均一性を確保するために、半導体プロセスであるスパッタリングコーティングが必要であり、プロセスコストは少なくとも30％増加します。

2、電解液の改良

電解液の漏れや発火を防止するため、主流の改善方法は二つあります：固体電解質の開発と、難燃性リン酸エステル系電解液の開発です。

·固体電解質（Solid-State Electrolytes）：固体のイオン導電体であり、難燃性、非腐食性、非揮発性という特性を持ち、電池の熱暴走リスクを低減するとともに、高い安定性を提供します。高電圧での充電に耐えられるほか、電解液層を薄くすることが可能で、同じ体積でより多くのエネルギーを蓄えられるか、安全性を考慮したモジュール設計のためのスペースを確保できます。

·リン酸エステル系難燃性電解液（Phosphate Ester-based Non-flammable Electrolytes）：リン酸エステルを溶媒として用いた難燃性電解液の研究は、米国、日本、韓国、中国などで進められており、産業化は初期段階です。この電解液は難燃性かつ高電圧耐性を持ちます。コストは従来の炭酸塩系電解液に比べ50%～100%高いものの、固体電解質より大幅に低く、既存の電池生産設備を使用可能です。

3、バリア層の改良：エアロゲル熱バリア

セル間にエアロゲル熱暴走バリアを配置することで、材料の超低熱伝導率を活かして熱伝導経路を遮断します。従来の絶縁材料である雲母（熱伝導率 0.2～0.6 W/m·K）と比べ、エアロゲルの熱伝導率は 0.012～0.024 W/m·K です。熱がエアロゲルを伝わる時間は雲母の3倍以上となります。さらに、効率的な絶縁を実現するためには、エアロゲルの厚さは0.5mm以上で十分です。

試験によると、セル間にエアロゲルを使用した場合、あるセルで熱暴走が発生しても隣接セルの温度上昇はわずか60℃に抑えられます。

結論

電気自動車はますます普及していますが、多くの事例が示す通り、電気自動車の電池火災や爆発のリスクを軽視することはできません。そのため、安全性を重視した電池改良により一層の注意を払う必要があります。固体電解質、難燃性リン酸エステル系電解液、セラミックコーティング複合アルミ箔、エアロゲル熱バリアなどの研究開発を科学者が継続して進めることが、電池安全性の向上には不可欠です。これらの改良には一定のコストが伴いますが、安全性の重要性に比べれば、この支出は絶対に必要なものです。