日本東北大學利用自主開發的溫度分佈控制微流反應器(Micro-flow Reactor)，對鋰離子電池(LiB)電解液之主要成分「碳酸酯」的引燃過程進行調查，透過實驗證明分子結構的細微差異大幅影響引燃的難易程度，並發表建構了碳酸酯的綜合燃燒反應模型。研究團隊利用可執行樣品著火難易程度評估，且能對各溫度範圍內的化學反應予以分離觀察的溫度分佈控制微流反應器，展開了碳酸酯的引燃特性調查。碳酸酯有多種類型，包括具有乙基(-CH2-CH3)的「碳酸甲乙酯(EMC)」、「碳酸二乙酯(DEC)」，或是具有甲基(-CH3)的「碳酸二甲酯(DMC)」。而在此次調查中，發現即使同為碳酸酯類型，熱分解反應也會因分子結構的差異而有所不同。
具體而言，確認對於具有乙基的EMC、DEC會藉由C-O鍵的解離而發生引燃(低溫熱解反應形成)；而具有甲基的DMC則從H原子被抽出的反應開始引燃(高溫熱分解反應形成)。此項結果可證明具有乙基的物質比甲基更容易引燃。然而以「閃燃點(Flash Point)」為評估指標時，帶有乙基的物質被認為比帶有甲基的物質更不容易燃燒，這是因為閃燃點在很大程度上不僅取決於化學反應發生的難易程度，還強烈取決於物質蒸發的難易程度。若將兩種碳酸酯的蒸發難度予以比較，也證實帶有乙基的碳酸酯較不容易蒸發。針對此項結果，研究團隊表示將化學反應與蒸發特性予以區分後進行可燃性評估，根據個別特性進行燃燒對策規劃將更顯重要。
此外，在此次研究中亦成功建構了碳酸酯的綜合燃燒反應模型。由於可準確預測實驗結果，未來可望準確預測出LiB電解液主要成分的引燃極限，將能有助於促進不會燃燒之安全LiB的開發或運用。
資料來源：https://www.tohoku.ac.jp/japanese/newimg/pressimg/tohokuuniv-press20211201_02web_Li.pdf