3성분계 양극재의 고온에서 가스 발생에 따른 리튬이온 배터리 스웰링 거동 특성 및 열 폭주 위험성 분석
Analysis of Lithium-ion Battery Swelling Behavior and Thermal Runaway Risk due to Gas Generation at High Temperature of Three Metal Component Cathode Materials
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- 발행기관
- 한국화재감식학회 바로가기
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- 간행물
- 한국화재감식학회 학회지 KCI 등재후보 바로가기
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- 통권
- 제13권 제4호 (2022.12)바로가기
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- 페이지
- pp.17-31
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- 저자
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- 언어
- 한국어(KOR)
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- URL
- https://www.earticle.net/Article/A422973
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원문정보
초록
- 영어
- In this study, NCM cathode materials were mainly analyzed to confirm the fire risk of LIB. NCM cathode materials have poor surface stability and poor structural stability at high temperatures, so gas is generated and the cell swells, causing swelling. To confirm this phenomenon, a pouch full cell was manufactured and electrochemical output characteristics were tested, and it was confirmed that the cell surface temperature risen to 60°C. As a result of ICP-MS analysis, it was confirmed that the higher the ratio of Ni in the NCM cathode and the higher the temperature environment, the higher the solubility of Ni. In fact, the pouch full cell was stored in a high-temperature oven for a total of 4 weeks, and the swelling behavior was measured at intervals of 1 week, and the amount of gas generation was quantitatively measured through the internal pressure cell. As a result, the higher the Ni ratio, the more gas generated. In order to determine the correlation between these gas emissions and fire, harsh conditions were applied via a DC power supply. As a result, it was confirmed that the higher the ratio of Ni and the greater the number of charging and discharging, the more the cell swelled, the faster it exploded, and the higher the temperature at the time of explosion.
목차
Abstract
1. 서론
1.1 연구배경 및 목적
1.2 사례 분석
2. 실험
2.1 리튬이온배터리(LIB) 파우치 풀 셀 제작 재료
2.2 리튬이온배터리(LIB) 파우치 풀 셀 전기화학 출력 특성 평가 및 셀 표면온도 측정
2.3 리튬이온배터리 분석을 위한 시료 해체
2.4 리튬이온배터리 전극(양극)의 표면 분석
2.5 리튬이온배터리 전극(양극)의 표면 임피던스(저항) 분석
2.6 리튬이온배터리 파우치 풀 셀 고온 저장에 따른 두께 변화 측정
2.7 전극(양극) 3성분계 금속(Ni, Co, Mn) 용해량 측정
2.8 전극(NCM811(Ni≥80%), NCM721(Ni≥70%), NCM622(Ni≥60%)) 가스 발생량 측정
2.9 과충전 시 리튬이온배터리 파우치 풀 셀의 폭발 시간 및 온도 측정
3. 결과 및 고찰
3.1 LIB 파우치 풀 셀의 전기화학 출력 특성에 따른 셀 표면온도 분석
3.2 전극(양극)의 표면 분석
3.3 NCM 양극 표면 저항 분석
3.4 전극(양극) 3성분계 금속(Ni, Co, Mn) 용해량 분석
3.5 리튬이온배터리(LIB) 풀 셀의 고온 저장에 따른 셀 두께 변화 분석
3.6 전극(NCM811(Ni≥80%), NCM721(Ni≥70%), NCM622(Ni≥60%))의 Ni 비율에 따른 가스 발생량 분석
3.7 과충전 시 리튬이온배터리 파우치 풀 셀의 폭발 시간 및 온도 분석
4. 결론
참고문헌
키워드
Lithium ion battery NCM Ni-rich cathode materials High-temperature The internal pressure cell Fire risk저자
간행물 정보
발행기관
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- 발행기관명
- 한국화재감식학회 [Fire Investigation Socity of Korea]
- 설립연도
- 2009
- 분야
- 공학>공학일반
- 소개
- 화재의 과학적 감식, 원인규명 및 예방을 위한 학문과 기술의 발전을 도모하고, 산, 학, 연, 정의 상호 교류를 통한 화재예방과 조사 및 감식의 전문화와 함께 소방관련 정책방향 발전에 공한하며, 회원 및 화재 관련 분야의 국.내외 인사들과의 정보 교류를 위하여 설립되었다.
간행물
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- 간행물명
- 한국화재감식학회 학회지 [Magazine of Fire Investigation Socity of Korea]
- 간기
- 계간
- pISSN
- 2092-531X
- 수록기간
- 2009~2026
- 등재여부
- KCI 등재
- 십진분류
- KDC 539 DDC 628
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