O que aconteceria se aquecesse continuamente a bateria de lítio?

Nos últimos anos, são comuns relatos de incêndios e até explosões causadas por baterias de íons de lítio. As baterias de íons de lítio são compostas principalmente de material de eletrodo negativo, eletrólito e material de eletrodo positivo. A atividade química do material do eletrodo negativo grafite no estado carregado é um pouco como o lítio metálico. O filme SEI na superfície se decomporia em alta temperatura, e os íons de lítio embutidos no grafite reagiriam com o eletrólito e o aglutinante fluoreto de polivinilideno e finalmente liberariam muito calor.

Soluções orgânicas de carbonato de alquila são comumente usadas como eletrólitos, que são inflamáveis. O material do eletrodo positivo é geralmente um óxido de metal de transição, que possui fortes propriedades oxidantes no estado carregado e se decompõe facilmente para liberar oxigênio em alta temperatura. O oxigênio liberado reage com o eletrólito para oxidar e então libera muito calor.

Aparentemente, a bateria de íon de lítio ficaria instável ao aquecer em alta temperatura. Porém, o que exatamente aconteceria se continuássemos aquecendo a bateria? Aqui conduzimos um teste real em uma célula NCM totalmente carregada com tensão de 3,7 V e capacidade de 106 Ah.

Métodos de teste

1. À temperatura ambiente (25±2°C), a célula única é primeiro descarregada para a tensão limite inferior com uma corrente de 1C e deixada por 15 minutos. Em seguida, use corrente constante 1C para carregar até a tensão limite superior e mudar para carregamento de tensão constante, pare de carregar quando a corrente de carga cair para 0,05C e deixe-a de lado por 15 minutos após o carregamento;

2. Aumentar a temperatura da temperatura ambiente para 200°C a 5°C/min, e manter a 5°C por litro por 30 minutos;

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

 

Conclusão:

As células de lítio eventualmente pegarão fogo quando a temperatura de teste aumentar continuamente. Do processo acima, vemos primeiro a válvula de escape aberta, o líquido ejetado; à medida que a temperatura aumenta ainda mais, ocorre a segunda ejeção de líquido e inicia a combustão. As células da bateria falharam em torno de 138°C, o que já era superior à temperatura de teste padrão comum de 130°C.

 


Horário da postagem: 27 de janeiro de 2021