近年、リチウムイオン電池による火災や爆発の報告が頻繁にあります。リチウムイオン電池は主に負極材、電解液、正極材で構成されています。充電状態における負極材料グラファイトの化学的活性は、金属リチウムに似ています。表面のSEI膜は高温で分解し、グラファイトに埋め込まれたリチウムイオンが電解質やバインダーのポリフッ化ビニリデンと反応し、最終的に多量の熱を放出します。

可燃性の炭酸アルキル有機溶液が電解質として一般に使用されます。正極材料は通常、遷移金属酸化物であり、充電状態では酸化力が強く、高温になると容易に分解して酸素を放出します。放出された酸素は電解質と反応して酸化し、多量の熱を発生します。

どうやら、リチウムイオン電池は高温になると不安定になるようです。しかし、バッテリーを加熱し続けると実際にはどうなるでしょうか?ここでは、電圧 3.7 V、容量 106 Ah の完全に充電された NCM セルに対して実際のテストを実施しました。

試験方法：

1. 室温 (25±2℃) で、まず単セルを 1C の電流で下限電圧まで放電し、15 分間放置します。次に、1Cの定電流を使用して上限電圧まで充電し、定電圧充電に切り替え、充電電流が0.05Cに低下したときに充電を停止し、充電後15分間放置します。

2. 温度を室温から 200°C まで 5°C/min で上昇させ、1 リットルあたり 5°C で 30 分間保持します。

結論：

試験温度を継続的に上昇させると、リチウム電池は最終的に発火します。上記のプロセスから、最初に排気バルブが開き、液体が排出されることがわかります。さらに温度が上昇すると2回目の液体噴出が起こり、燃焼が始まります。バッテリーセルは約138℃で故障しましたが、これはすでに一般的な標準試験温度である130℃よりも高かったのです。