近期，發生多起電動車電池起火事件。與智能手機等小型移動設備使用的電池不同，電動汽車的電池組由數百個電池組成，任何不穩定都可能造成重大人員傷亡和財產損失。為了查明電池起火的原因，韓國研究人員開發了一種新的分析方法來評估電動汽車電池的熱穩定性。

韓國科學技術研究院（KIST）的一個研究小組由KIST儲能研究中心的WonyoungChang博士和Jeonbuk分公司碳復合材料研究中心的SeungMinKim博士領導，為評估電池陰極材料的熱穩定性建立了一個實時分析平臺利用透射電子顯微鏡，根據高鎳電動車正極材料化學成分的變化，確定了熱降解機理。

電動汽車蓄電池的陰極材料是決定電池容量和續航里程的關鍵因素之一。陰極是由鎳、鈷和鋁或鎳、錳、鈷等多種金屬按指定的混合比例混合而成，企業和學術界的研究人員正在努力尋找合適的組成比，以提高電動汽車的行駛里程。

陰極材料中含有鎳，鎳含量與容量呈正相關。由于添加鎳電池的成本相對較低，因此添加鎳電池的成本也相對較低。然而，鎳的一個致命弱點是它降低了電池的穩定性，因為它很容易對外界環境作出反應。就目前正在開發的第三代電動汽車所用的陰極材料而言，鎳的含量已增加到80%或更高，必須改善由此導致的穩定性惡化，以確保安全。

電池火災主要由帶電氧化物基陰極材料和易燃液體電解質之間的劇烈放熱反應引起。因此，KIST的研究小組將重點放在與電解質接觸的陰極表面上，并應用了多種透射電子顯微鏡方法（電子能量損失譜、電子衍射、電子衍射等），等）用于密切觀察和分析陰極的晶體結構和因溫度升高而引起的組分化學變化。因此，可以根據NCA（鎳、鈷、鋁）陰極材料的化學成分和組成元素的作用，找出電池熱穩定性降低的原因，以確保電池的安全。

KIST研究小組研究了與NCA陰極材料中鋁含量相比，鎳含量的增加是否會提高電池容量，但發現這會顯著降低充電上限（總鋰離子反應67%）的熱穩定性。分析表明，在充電過程中，由于缺乏參與氧化還原反應的鋁，導致了新相（O1相）的形成，從而降低了熱穩定性。新的不穩定相的表面被發現是熱穩定性降低的根本原因。

來自KIST的WonyoungChang博士說：“全世界已經發生了一系列電動汽車起火事件，在很多情況下，起火的源頭是電池。這項研究證實了在開發高性能陰極材料時，確保熱穩定性的化學成分設計的重要性。”

韓國科學技術研究院全武分部的金承民博士說：“確保陰極材料在放熱反應開始時的熱穩定性是普及電動汽車的關鍵。這項研究開發的先進分析技術將有助于確定微量元素的影響，進而開發出安全可靠的高性能陰極材料。”