Thermal Runaway Characteristics Induced by Heat Abuse Conditions in 18650 Li-ion Batteries

Q: 이 논문에서 정의한 열폭주란 무엇인가?

리튬이온 배터리 셀이 외력에 의한 손상, 가혹한 작동 환경, 설계 및 제작상의 결함 등으로 인해 양극과 음극이 단락되었을 때 발생하는 폭발적인 산화 반응을 의미한다.

Q: 리튬이온 배터리의 충전 상태가 열폭주 특성에 어떤 영향을 미치는가?

연구 결과, 충전 상태인 SOC가 높을수록 열폭주 발생 시 도달하는 최대 온도가 더 높게 나타나며, 해당 최대 온도에 도달하기까지 걸리는 시간은 더욱 단축되는 경향을 보인다.

김정명; 박희성

doi:10.7736/JKSPE.022.145

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김정명 (창원대학교) 박희성 (창원대학교)

저널정보: Korean Society for Precision Engineering Journal of the Korean Society for Precision Engineering Journal of the Korean Society for Precision Engineering Vol.40 No.10

발행연도: 2023.10

수록면: 821 - 827 (7page)

DOI: 10.7736/JKSPE.022.145

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This study aimed to characterize the mechanism of thermal runaway phenomenon in lithium-ion batteries, which represent secondary cells among energy storage devices. Thermal runaway reaction was induced by heating 18650 cells with 5%, 40%, and 80% state of charge (SOC). We divided the thermal runaway of the battery into three stages and discussed the physical measurements that distinguish each stage. We also provided a visual comparison and thermal image of the characterized exhaust gases in all stages. The state of charge and the amount of heat generated by thermal runaway were proportional, and in the third stage of thermal runaway, where the highest mass transfer occurred, 40% of SOC released gas for 13 seconds and 80% of SOC emitted gas and flame for 3 seconds. In addition, a temperature and voltage measurement method that can predict the thermal runaway phenomenon of a battery is presented.

#Lithium ion battery (리튬이온 배터리) #Thermal runaway (열폭주) #Optical diagnosis (광학진단) #State of charge (충전률)

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