จะเกิดอะไรขึ้นหากให้ความร้อนแบตเตอรี่ลิเธียมอย่างต่อเนื่อง?

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา รายงานการเกิดเพลิงไหม้และแม้แต่การระเบิดที่เกิดจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นเรื่องปกติ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนส่วนใหญ่ประกอบด้วยวัสดุอิเล็กโทรดขั้วลบ อิเล็กโทรไลต์ และวัสดุอิเล็กโทรดบวกกิจกรรมทางเคมีของกราไฟท์วัสดุอิเล็กโทรดลบในสถานะมีประจุจะคล้ายกับลิเธียมของโลหะเล็กน้อยฟิล์ม SEI บนพื้นผิวจะสลายตัวที่อุณหภูมิสูง และลิเธียมไอออนที่ฝังอยู่ในกราไฟท์จะทำปฏิกิริยากับอิเล็กโทรไลต์และสารยึดเกาะโพลีไวนิลิดีนฟลูออไรด์ และจะปล่อยความร้อนออกมาจำนวนมากในที่สุด

สารละลายอินทรีย์อัลคิลคาร์บอเนตมักใช้เป็นอิเล็กโทรไลต์ซึ่งเป็นสารไวไฟวัสดุอิเล็กโทรดบวกมักเป็นโลหะทรานซิชันออกไซด์ ซึ่งมีคุณสมบัติออกซิไดซ์อย่างแรงในสถานะมีประจุ และสลายตัวได้ง่ายเพื่อปล่อยออกซิเจนที่อุณหภูมิสูงออกซิเจนที่ปล่อยออกมาจะทำปฏิกิริยากับอิเล็กโทรไลต์เพื่อออกซิไดซ์ แล้วปล่อยความร้อนออกมามาก

เห็นได้ชัดว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะไม่เสถียรเมื่อให้ความร้อนด้วยอุณหภูมิสูงอย่างไรก็ตาม จะเกิดอะไรขึ้นหากเราให้ความร้อนแบตเตอรี่ต่อไป?ที่นี่เราทำการทดสอบจริงกับเซลล์ NCM ที่ชาร์จเต็มแล้วด้วยแรงดันไฟฟ้า 3.7 V และความจุ 106 Ah

วิธีการทดสอบ

1. ที่อุณหภูมิห้อง (25±2°C) เซลล์เดี่ยวจะถูกปล่อยประจุจนถึงแรงดันไฟฟ้าจำกัดล่างซึ่งมีกระแสไฟฟ้าอยู่ที่ 1C ก่อน และปล่อยทิ้งไว้ 15 นาทีจากนั้นใช้กระแสคงที่ 1C เพื่อชาร์จถึงแรงดันไฟฟ้าขีดจำกัดบน และเปลี่ยนไปใช้การชาร์จด้วยแรงดันไฟฟ้าคงที่ หยุดการชาร์จเมื่อกระแสไฟชาร์จลดลงเหลือ 0.05C และวางไว้เป็นเวลา 15 นาทีหลังจากการชาร์จ

2. เพิ่มอุณหภูมิจากอุณหภูมิห้องเป็น 200°C ที่ 5°C/นาที และคงไว้ที่ 5°C ต่อลิตร เป็นเวลา 30 นาที

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

 

บทสรุป:

เซลล์ลิเธียมจะติดไฟในที่สุดเมื่ออุณหภูมิการทดสอบเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องจากกระบวนการข้างต้น เราจะเห็นวาล์วไอเสียเปิดออก ของเหลวถูกขับออกมาเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นอีก การขับของเหลวครั้งที่สองเกิดขึ้นและเริ่มการเผาไหม้เซลล์แบตเตอรี่ทำงานล้มเหลวที่อุณหภูมิประมาณ 138°C ซึ่งสูงกว่าอุณหภูมิทดสอบมาตรฐานทั่วไปที่ 130°C อยู่แล้ว

 


เวลาโพสต์: Jan-27-2021