Thermal runaway in lithium-ion batteries: A literature review : Mechanisms, causes, and modelling

Abstract

Lithium-ion batteries are widely used in several industries as well as critical electricity distribution infrastructure due to the well-established process and their energy density, which ranks highly in relation to other battery technologies. However, there are risks involved in large-scale applications, particularly thermal runaway. This thesis examines the mechanisms and causes of thermal runaway, with a focus on the modelling of the thermal runaway process. It covers the main triggering factors and key stages of the process, along with experimental methods used to study the phenomena and validate the developed models.

Litium-ioniakkuja käytetään monilla eri teollisuuden aloilla sekä osana kriittistä sähkönjakeluinfrastruktuuria niiden akkuteknologioiden mittakaavassa korkean energiatiheyden ja vakiintuneiden käyttömenetelmien vuoksi. Akuilla on myös riskinsä suuren mittakaavan käyttökohteissa. Näistä merkittävin on lämpökarkaaminen. Tämä tutkielma käsittelee lämpökarkaamisen syitä ja mekanismeja, painottaen lämpökarkaamisprosessin mallintamista. Se kattaa pääasialliset laukaisimet ja prosessin tärkeimmät vaiheet sekä kokeelliset menetelmät, joita käytetään ilmiön tutkimiseen sekä kehitettyjen mallinnuksien varmentamiseen.