Son yıllarda lityum iyon pillerin neden olduğu yangın ve hatta patlama raporları oldukça sık görülüyor. Lityum iyon piller temel olarak negatif elektrot malzemesi, elektrolit ve pozitif elektrot malzemesinden oluşuyor. Negatif elektrot malzemesi grafitin yüklü durumdaki kimyasal aktivitesi biraz metal lityuma benzer. Yüzeydeki SEI filmi yüksek sıcaklıkta ayrışacak ve grafitin içine gömülü lityum iyonları, elektrolit ve bağlayıcı poliviniliden florür ile reaksiyona girecek ve sonunda çok fazla ısı açığa çıkaracaktır.

Alkil karbonat organik çözeltileri, yanıcı olan elektrolitler olarak yaygın olarak kullanılır. Pozitif elektrot malzemesi genellikle yüklü durumda güçlü oksitleyici özelliklere sahip olan ve yüksek sıcaklıkta oksijeni serbest bırakmak üzere kolayca ayrışan bir geçiş metali oksittir. Açığa çıkan oksijen elektrolitle reaksiyona girerek oksitlenir ve ardından çok fazla ısı açığa çıkar.

Görünüşe göre lityum iyon pil, yüksek sıcaklıkta ısıtıldığında dengesiz olacaktır. Ancak pili ısıtmaya devam edersek tam olarak ne olur? Burada 3,7 V gerilim ve 106 Ah kapasiteye sahip tam şarjlı bir NCM hücresine gerçek bir test gerçekleştirdik.

Test Yöntemleri:

1. Oda sıcaklığında (25±2°C) tek hücre önce 1C akımla alt limit voltajına boşaltılır ve 15 dakika bekletilir. Daha sonra üst limit voltajına kadar şarj etmek için 1C sabit akım kullanın ve sabit voltajlı şarja geçin, şarj akımı 0,05C'ye düştüğünde şarjı durdurun ve şarj ettikten sonra 15 dakika bir kenara koyun;

2. Sıcaklığı oda sıcaklığından 5°C/dakika hızla 200°C'ye yükseltin ve 30 dakika boyunca litre başına 5°C'de tutun;

Çözüm:

Lityum hücreler, test sıcaklığı sürekli olarak artırıldığında eninde sonunda alev alacaktır. Yukarıdaki süreçten ilk olarak egzoz valfinin açıldığını, sıvının dışarı çıktığını görüyoruz; sıcaklık daha da arttıkça ikinci sıvı püskürmesi meydana gelir ve yanma başlar. Pil hücreleri, 130°C'lik ortak standart test sıcaklığından zaten yüksek olan 138°C civarında arızalandı.