Co by se stalo, kdyby se lithiová baterie neustále zahřívala?

V posledních letech jsou běžné zprávy o požárech a dokonce o explozích způsobených lithium-iontovými bateriemi. Lithium-iontové baterie se skládají převážně z materiálu záporné elektrody, elektrolytu a materiálu kladné elektrody.Chemická aktivita materiálu negativní elektrody grafitu v nabitém stavu je trochu jako kovové lithium.Film SEI na povrchu by se při vysoké teplotě rozložil a ionty lithia vložené do grafitu by reagovaly s elektrolytem a pojivem polyvinylidenfluoridem a nakonec by uvolnily velké množství tepla.

Jako elektrolyty se běžně používají organické roztoky alkylkarbonátů, které jsou hořlavé.Materiál kladné elektrody je obvykle oxid přechodného kovu, který má silné oxidační vlastnosti v nabitém stavu a snadno se rozkládá za uvolňování kyslíku při vysoké teplotě.Uvolněný kyslík reaguje s elektrolytem za oxidace a poté uvolňuje velké množství tepla.

Je zřejmé, že lithium-iontová baterie by byla nestabilní při zahřívání vysokou teplotou.Co by se však přesně stalo, kdybychom baterii neustále zahřívali?Zde jsme provedli reálný test na plně nabitém článku NCM o napětí 3,7 V a kapacitě 106 Ah.

Testovací metody

1. Při pokojové teplotě (25±2℃) se jednotlivý článek nejprve vybije na spodní mezní napětí proudem 1C a ponechá se 15 minut.Poté použijte konstantní proud 1C k nabití na horní mezní napětí a přepněte na nabíjení konstantním napětím, zastavte nabíjení, když nabíjecí proud klesne na 0,05C, a po nabití odložte na 15 minut;

2. Zvyšte teplotu z pokojové teploty na 200 °C rychlostí 5 °C/min a udržujte na 5 °C na litr po dobu 30 minut;

1611716192(1) 1611716254(1) 1611716281(1)

 

Závěr:

Lithiové články se nakonec vznítí, když se zkušební teplota neustále zvyšuje.Z výše uvedeného procesu nejprve vidíme, že je výfukový ventil otevřený, kapalina je vypuzena;jak teplota dále stoupá, dochází k druhému výstřiku kapaliny a začíná spalování.Články baterie selhaly při teplotě kolem 138 °C, což již bylo vyšší než běžná standardní testovací teplota 130 °C.

 


Čas odeslání: 27. ledna 2021