Vented gases and aerosols of automotive Li-ion LFP and NMC batteries in humidified nitrogen under thermal load

Detta är en studie av ventilerade gaser från litium-jonbattericeller vid termisk rusning i inert atmosfär. Batterier av påscelltyp för bilindustri med litium-järn-fosfat (LFP) och litium-nickel-mangandioxid-kobolt (NMC) katodkemi exponerades för värme i fuktat (motsvarande typisk utomhusmiljö) kvävegasflöde tills dess att cellen sprack p.g.a. invärtes gastryck. Med gaskromatografi-masspektrometri och Fouriertransform infraröd spektroskopi gjordes en skanning av kända och okända substanser. Metalliska grundelement i den partikulära aerosolen analyserades med induktivt kopplad plasma masspektrometri. Bland de detekterade ämnena finns flera toxiska ämnen, till vår kännedom ej tidigare rapporterade vid ventilering efter termisk rusning. Många av ämnena är irriterande för huden och andningsvägarna. Huruvida de ventilerade gaserna når en exponeringsnivå som kan vara farlig är situationsbunden och slutsatser kring detta kan inte dras i denna rapport. Därför är det viktigt med fullskaliga försök för att utreda exponeringsnivåer för insatspersonal såväl för passagerare i händelse av termisk rusning till följd av exempelvis en krock. Tre av de detekterade ämnena, etyl etylfosfonofluoridat, etyl metylfosfonofluoridat, och metyl metylfosfonofluoridat har strukturella likheter med kemiska stridsmedel i gruppen organiska fosforföreningar. Uppskattningar av dessa ämnens kvantiteter och eventuella toxicitet vid ett verklighetstroget scenario av en trafikskadehändelse kräver en ny studie med ett större provsystem och mängd provmaterial. Därutöver cellstudier för att studera deras eventuella inhiberingsförmåga av enzymet acetylkolinesteras. Denna rapport innehåller en förteckning över identifierade kemiska ämnen vid ventilering tillsammans med en toxikologisk verkansbedömning i de fall sådana data finns tillgängliga. Den experimentella uppställningen är beskriven för att på ett säkert sätt kunna utföra dessa studier.