최근에는 리튬이온 배터리로 인한 화재나 폭발까지 보고되는 경우가 많습니다. 리튬이온 배터리는 주로 음극재, 전해액, 양극재로 구성되어 있습니다. 충전된 상태에서 음극재 흑연의 화학적 활성은 금속 리튬과 약간 유사합니다. 표면의 SEI 필름은 고온에서 분해되고, 흑연에 내장된 리튬 이온은 전해질 및 바인더인 폴리불화비닐리덴과 반응하여 최종적으로 많은 열을 방출하게 됩니다.

알킬 카보네이트 유기 용액은 일반적으로 가연성 전해질로 사용됩니다. 양극 재료는 일반적으로 전이 금속 산화물로, 충전 상태에서 강한 산화 특성을 가지며 고온에서 쉽게 분해되어 산소를 방출합니다. 방출된 산소는 전해질과 반응하여 산화되며, 이로 인해 많은 열이 나옵니다.

당연히 리튬 이온 배터리는 고온으로 가열하면 불안정해질 수 있습니다. 그런데 배터리를 계속 가열하면 정확히 어떻게 될까요? 여기에서는 전압 3.7V, 용량 106Ah로 완전히 충전된 NCM 셀에 대한 실제 테스트를 수행했습니다.

테스트 방법：

1. 실온(25±2℃)에서 단일 셀을 먼저 1C 전류로 하한 전압까지 방전시킨 후 15분간 방치한다. 그런 다음 1C 정전류를 사용하여 상한 전압까지 충전하고 정전압 충전으로 전환하고 충전 전류가 0.05C로 떨어지면 충전을 중지하고 충전 후 15분 동안 따로 보관합니다.

2. 실온에서 200°C까지 5°C/분으로 온도를 높이고 리터당 5°C에서 30분 동안 유지합니다.

결론:

테스트 온도가 지속적으로 증가하면 리튬 셀에 결국 불이 붙게 됩니다. 위의 과정에서 우리는 먼저 배기 밸브가 열리고 액체가 배출되는 것을 볼 수 있습니다. 온도가 더욱 상승함에 따라 두 번째 액체 분출이 발생하고 연소가 시작됩니다. 배터리 셀은 이미 일반적인 표준 테스트 온도인 130°C보다 높은 약 138°C에서 고장났습니다.