Negli ultimi anni sono comuni segnalazioni di incendi e persino esplosioni causati da batterie agli ioni di litio. Le batterie agli ioni di litio sono composte principalmente da materiale per elettrodi negativi, elettrolita e materiale per elettrodi positivi. L'attività chimica della grafite, materiale dell'elettrodo negativo, nello stato carico è un po' come il litio metallico. La pellicola SEI sulla superficie si decomporrebbe ad alta temperatura e gli ioni di litio incorporati nella grafite reagirebbero con l'elettrolita e il legante polivinilidenfluoruro e infine rilascerebbero molto calore.

Le soluzioni organiche di alchil carbonato sono comunemente usate come elettroliti, che sono infiammabili. Il materiale dell'elettrodo positivo è solitamente un ossido di metallo di transizione, che ha forti proprietà ossidanti nello stato carico e si decompone facilmente per rilasciare ossigeno ad alta temperatura. L'ossigeno rilasciato reagisce con l'elettrolita per ossidarsi e quindi emette molto calore.

Apparentemente, la batteria agli ioni di litio sarebbe instabile durante il riscaldamento ad alta temperatura. Tuttavia, cosa accadrebbe esattamente se continuassimo a riscaldare la batteria? Qui abbiamo condotto un test reale su una cella NCM completamente carica con tensione di 3,7 V e capacità di 106 Ah.

Metodi di prova:

1. A temperatura ambiente (25±2℃), la singola cella viene prima scaricata al limite di tensione inferiore con una corrente di 1°C e lasciata per 15 minuti. Quindi utilizzare una corrente costante di 1 C per caricare fino al limite di tensione superiore e passare alla carica a tensione costante, interrompere la carica quando la corrente di carica scende a 0,05 C e metterla da parte per 15 minuti dopo la carica;

2. Aumentare la temperatura dalla temperatura ambiente a 200°C a 5°C/min e mantenerla a 5°C per litro per 30 minuti;

Conclusione:

Le celle al litio prima o poi prenderanno fuoco quando la temperatura del test viene aumentata continuamente. Dal processo sopra descritto vediamo innanzitutto la valvola di scarico aperta, il liquido espulso; man mano che la temperatura aumenta ulteriormente, avviene la seconda espulsione del liquido e inizia la combustione. Le celle della batteria si sono guastate a circa 138°C, che era già superiore alla temperatura di test standard comune di 130°C.