為了確保鋰離子電池(LiB)再利用時的安全性，Toray Research Center(TRC)積極投入新分析技術的開發。繼高溫環境下的循環劣化評估技術之後，TRC也展開了低溫環境下的分析評估研究。
近年隨著LiB再利用需求的提升，對於在各種環境中長時間使用之LiB安全性的關注日益增加。為因應此一需求，TRC已確立一套使用耐壓容器進行氣體爆發實驗的方法，可定量評估過熱狀況下的熱失控變化及所產生的氣體成分，適用於高溫環境下的循環劣化試驗評估。
在此之後，TRC進一步將分析範圍擴展至低溫環境以強化安全性評估，並與日本Carlit合作，使用相同的充電電池進行熱失控測試，分析氣體產生時的狀況等資訊。
實驗中使用了由高容量設計的活性物質與氧化鋁塗層隔離膜構成的圓柱型LiB電池。在0℃的環境下對電池進行200次充放電後，於充滿電的狀態下引發熱失控，收集所產生的氣體。接著利用熱傳導檢測器、氫火焰離子化檢測器、質譜儀等進行成分分析。
經過熱失控過程中所產生的氣體量分析顯示，相較於循環試驗前，低溫劣化後的LiB產生的一氧化碳、二氧化碳、甲烷等氣體總量減少了15%。進一步對循環前後電池電解液進行組成分析後發現，構成電解液的碳酸二甲酯(DMC)與碳酸乙烯酯(EC)在試驗後均有減少。另已確認負極所形成的固態電解質界面(SEI)覆膜厚度約為試驗前的2倍。
對於氣體產生量的減少與SEI膜厚的增加，TRC推測「可解釋為與電解液的分解反應相關」。此外，分析發生氣體的成分，可推估一氧化碳等大部分有害成分的來源為電解液。由此可知電池內部發生的劣化現象與安全性測試中觀察到的氣體變化為存在關聯性。
對於LiB內部材料進行化學劣化分析，不僅有助於釐清劣化機制，亦將可作為未來選用新材料的參考依據。今後TRC將進一步推動低溫循環劣化LiB的高度分析技術開發。