Posljednjih godina česta su izvješća o požarima, pa čak i eksplozijama uzrokovanim litij-ionskim baterijama. Litij-ionske baterije uglavnom se sastoje od materijala negativne elektrode, elektrolita i materijala pozitivne elektrode. Kemijska aktivnost materijala negativne elektrode grafita u nabijenom stanju pomalo je poput metalnog litija. SEI film na površini bi se raspao na visokoj temperaturi, a litijevi ioni ugrađeni u grafit reagirali bi s elektrolitom i vezivom poliviniliden fluoridom i na kraju bi oslobodili puno topline.

Organske otopine alkil karbonata obično se koriste kao elektroliti, koji su zapaljivi. Materijal pozitivne elektrode obično je oksid prijelaznog metala, koji ima snažna oksidacijska svojstva u nabijenom stanju i lako se razgrađuje i oslobađa kisik na visokoj temperaturi. Oslobođeni kisik reagira s elektrolitom kako bi oksidirao, a zatim izlazi puno topline.

Čini se da bi litij-ionska baterija bila nestabilna pri zagrijavanju na visokoj temperaturi. Međutim, što bi se točno dogodilo ako nastavimo grijati bateriju? Ovdje smo proveli stvarno testiranje potpuno napunjene NCM ćelije s naponom od 3,7 V i kapacitetom od 106 Ah.

Metode ispitivanja:

1. Na sobnoj temperaturi (25±2℃), pojedinačna ćelija se najprije isprazni do donjeg graničnog napona strujom od 1C i ostavi 15 minuta. Zatim upotrijebite konstantnu struju od 1C za punjenje do gornjeg graničnog napona i prebacite se na punjenje konstantnim naponom, zaustavite punjenje kada struja punjenja padne na 0,05C i odložite je na 15 minuta nakon punjenja;

2. Povećajte temperaturu sa sobne na 200°C brzinom od 5°C/min i držite 5°C po litri 30 minuta;

Zaključak:

Litijeve ćelije će se na kraju zapaliti kada se ispitna temperatura stalno povećava. Iz gornjeg procesa prvo vidimo kako je ispušni ventil otvoren, tekućina je izbačena; kako temperatura dalje raste, došlo je do drugog izbacivanja tekućine i početka izgaranja. Baterijske ćelije otkazale su na oko 138°C, što je već bilo više od uobičajene standardne ispitne temperature od 130°C.