W ostatnich latach częste są doniesienia o pożarach, a nawet eksplozjach spowodowanych akumulatorami litowo-jonowymi. Baterie litowo-jonowe składają się głównie z materiału, z którego wykonana jest elektroda ujemna, elektrolit i elektroda dodatnia. Aktywność chemiczna grafitu, materiału elektrody ujemnej, w stanie naładowanym przypomina trochę metaliczny lit. Warstwa SEI na powierzchni uległaby rozkładowi w wysokiej temperaturze, a jony litu osadzone w graficie reagowałyby z elektrolitem i polifluorkiem winylidenu jako spoiwa, w wyniku czego wydzielałyby się duże ilości ciepła.

Jako elektrolity powszechnie stosuje się organiczne roztwory węglanu alkilu, które są łatwopalne. Materiał elektrody dodatniej to zwykle tlenek metalu przejściowego, który w stanie naładowanym ma silne właściwości utleniające i łatwo rozkłada się, uwalniając tlen w wysokiej temperaturze. Uwolniony tlen reaguje z elektrolitem, utleniając się, a następnie wydzielając dużo ciepła.

Odpowiednio, bateria litowo-jonowa byłaby niestabilna podczas ogrzewania w wysokiej temperaturze. Co jednak dokładnie by się stało, gdybyśmy nadal podgrzewali akumulator? Tutaj przeprowadziliśmy prawdziwy test w pełni naładowanego ogniwa NCM o napięciu 3,7 V i pojemności 106 Ah.

Metody testowania:

1. W temperaturze pokojowej (25±2℃) pojedyncze ogniwo rozładowuje się najpierw do dolnego napięcia granicznego prądem o wartości 1°C i pozostawia na 15 minut. Następnie użyj prądu stałego 1C, aby naładować do górnego napięcia granicznego i przełącz na ładowanie stałym napięciem, przerwij ładowanie, gdy prąd ładowania spadnie do 0,05 °C i odłóż go na 15 minut po naładowaniu;

2. Zwiększ temperaturę od temperatury pokojowej do 200°C z szybkością 5°C/min i utrzymuj temperaturę 5°C na litr przez 30 minut;

Wniosek:

Ogniwa litowe w końcu zapalą się, gdy temperatura testu będzie stale zwiększana. W powyższym procesie najpierw widzimy otwarty zawór wydechowy i wyrzucaną ciecz; w miarę dalszego wzrostu temperatury następuje drugi wyrzut cieczy i rozpoczyna się spalanie. Ogniwa akumulatora uległy awarii w temperaturze około 138°C, która była już wyższa niż powszechnie stosowana temperatura testowa wynosząca 130°C.