Investigations of the Thermal Runaway Process of a Fluorine-Free Electrolyte Li-Ion Battery Cell

Sammanfattning: Detta projekt syftar till att undersöka den termiska rusningsprocessen hos ett litiumjonbatteri med en fluorfri elektrolyt och jämföra den med en kommersiellt använd fluor-innehållande elektrolyt. Battericellerna innehöll silikon-grafit som anod och LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2 (NMC622) som katod. Den fluorfria elektrolyten var baserad på litium bis(oxalato)borat (LiBOB) i organisk lösning med additivet vinylen karbonat(VC). Det jämfördes med en fluor-innehållande elektrolyt med LiPF6 i samma organiska lösning tillsammans med VC och fluoroetylene karbonat (FEC). De termiska stabilitetstesterna utfördes med Accelerating Rate Calorimetry (ARC) och Differentiell svepkalorimetri (DSC). Både knappceller och pouchceller har undersökts med hjälp av ARC. Trots flera försök med olika uppställning kunde den termiska rusningen inte bli detekterad för någon av celltyperna, med slutsatsen att en störremängd aktivt material behövs. Istället användes DSC för att undersöka de termiska reaktionerna hos batteri-komponenterna. Resultaten visade att anoden var mer termisk stabil med den fluorfria elektolyten, medan samma elektrolyt visade mindre termisk stabilitet på katoden. Vidare undersökningar behövs dock för bekräftelse av katoden.