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Erschienen in: Fire Technology 6/2020

21.05.2020

Computed Tomography Analysis of Li-Ion Battery Case Ruptures

verfasst von: Lingxi Kong, Xiaosong Hu, Guan Gui, Yan Su, Michael Pecht

Erschienen in: Fire Technology | Ausgabe 6/2020

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Abstract

Battery explosion incidents hinder the development and application of Li-ion batteries. This paper describes the use of nondestructive computed tomography (CT) to analyze cylindrical Li-ion battery samples that underwent thermal runaway and exploded. Unlike destructive analysis methods, which can lead to a loss of battery structural information, CT scan allows direct observation of a battery’s internal structure without disassembly. In this study, two case studies of 20700 and 18650 batteries show that sidewall and bottom case rupture was caused by blockage of the battery vent region, which prevented the release of the generated gas. This work demonstrates the ability of CT for post-mortem incident analysis and the limitations of current vent design, and also gives insight to a safety issue with some cylindrical batteries.

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Literatur
19.
Zurück zum Zitat Finegan DP, Darcy E, Keyser M, Tjaden B, Heenan TMM, Jervis R, Bailey JJ, Vo NT, Magdysyuk O V., Drakopoulos M, Michiel M Di, Rack A, Hinds G, Brett DJL, Shearing PR (2018) Identifying the cause of rupture of Li-ion batteries during thermal runaway. Adv Sci 5. https://doi.org/10.1002/advs.201700369 Finegan DP, Darcy E, Keyser M, Tjaden B, Heenan TMM, Jervis R, Bailey JJ, Vo NT, Magdysyuk O V., Drakopoulos M, Michiel M Di, Rack A, Hinds G, Brett DJL, Shearing PR (2018) Identifying the cause of rupture of Li-ion batteries during thermal runaway. Adv Sci 5. https://​doi.​org/​10.​1002/​advs.​201700369
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Zurück zum Zitat Finegan DP, Scheel M, Robinson JB, Tjaden B, Di Michiel M, Hinds G, Brett DJL, Shearing PR (2016) Investigating lithium-ion battery materials during overcharge-induced thermal runaway: An operando and multi-scale X-ray CT study. Phys Chem Chem Phys 18:30912–30919. https://doi.org/10.1039/c6cp04251aCrossRef Finegan DP, Scheel M, Robinson JB, Tjaden B, Di Michiel M, Hinds G, Brett DJL, Shearing PR (2016) Investigating lithium-ion battery materials during overcharge-induced thermal runaway: An operando and multi-scale X-ray CT study. Phys Chem Chem Phys 18:30912–30919. https://​doi.​org/​10.​1039/​c6cp04251aCrossRef
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Zurück zum Zitat Finegan DP, Scheel M, Robinson JB, Tjaden B, Hunt I, Mason TJ, Millichamp J, Di Michiel M, Offer GJ, Hinds G, Brett DJL, Shearing PR (2015) In-operando high-speed tomography of lithium-ion batteries during thermal runaway. Nat Commun 6:1–10. https://doi.org/10.1038/ncomms7924CrossRef Finegan DP, Scheel M, Robinson JB, Tjaden B, Hunt I, Mason TJ, Millichamp J, Di Michiel M, Offer GJ, Hinds G, Brett DJL, Shearing PR (2015) In-operando high-speed tomography of lithium-ion batteries during thermal runaway. Nat Commun 6:1–10. https://​doi.​org/​10.​1038/​ncomms7924CrossRef
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Metadaten
Titel
Computed Tomography Analysis of Li-Ion Battery Case Ruptures
verfasst von
Lingxi Kong
Xiaosong Hu
Guan Gui
Yan Su
Michael Pecht
Publikationsdatum
21.05.2020
Verlag
Springer US
Erschienen in
Fire Technology / Ausgabe 6/2020
Print ISSN: 0015-2684
Elektronische ISSN: 1572-8099
DOI
https://doi.org/10.1007/s10694-020-00996-w

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