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. / This project aims to investigate the thermal runaway process of fluorine-free lithium ion battery cells and to compare this with a commercially used fluorinated electrolyte. The cells consisted of a silicon-graphite composite anode and a LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2(NMC622) cathode. The non-fluorinated electrolyte used was based on lithiumbis(oxalato)borate (LiBOB) in organic solvents with the additive vinylene carbonate(VC). Moreover, the fluorinated electrolyte consisted of LiPF6 in the same organic solvents together with VC and fluoroethylene carbonate (FEC). The thermal stability measurements have included Accelerating Rate Calorimetry (ARC) and Differential Scanning Calorimetry (DSC). Moreover, both coin cells and pouch cells have been examined by ARC. However, thermal runaway could not be detected for either type of cells, concluding that a greater amount of active material was needed. In order to measure the thermal reactions of the battery components, DSC was used. These results concluded that the anode was more thermally stable with a non-fluorinated electrolyte. However, the thermal stability appeared to be lower for the cathode, therefore, further investigation is needed for confirmation of the cathode.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-298355 |
| Date | January 2021 |
| Creators | Patranika, Tamara |
| Publisher | KTH, Kemiteknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-CBH-GRU ; 2021:156 |
Page generated in 0.0022 seconds