Az energetikus tönkremenetel esetében időegység alatt rendkívül nagy mennyiségű energia kerül leadásra, ezzel például akkumulátortüzet és/vagy -robbanást eredményezve. A termikus tönkremenetel tehát akkor következik be, amikor a rendszerben felhalmozódó hő már nem vezethető el megfelelő sebességgel, így a cella hőmérséklete kontrollálatlanul növekszik. Ez az állapot vezet végül a hőmérsékleti megfutáshoz, amelynek során a következő folyamatok játszódnak le. A hő hatására az elektrolit bomlik, és gyúlékony gázok szabadulnak fel. Az anódon és katódon lejátszódó exoterm reakciók tovább fokozzák a hőtermelést. Amennyiben a védelmi rendszerek nem aktiválódnak időben, a folyamat kontrollálhatatlanná válik, tűz vagy robbanás következhet be. Megjegyzendő, hogy a mechanikai tönkremenetel, amely szintén hőmérsékleti megfutáshoz vezethet, az akkumulátor fizikai sérülései miatt alakul ki. Mechanikai behatás, például komolyabb ütés vagy szúrás következtében az akkumulátor szerkezetének sérülése zárlatot okozhat a cellák között. De a hosszabb időn át fennálló mechanikai terhelés, például a magas frekvenciájú vibráció szerkezeti változásokhoz, szigetelési hibákhoz vezethet, amelyek csökkentik az élettartamot és növelik a balesetveszélyt.

 

Az akkumulátor töltése az elektromos energia átalakítását jelenti, amely az oxidációs és redukciós reakciók lejátszódása következtében kémiai energiaként tárolódik el az akkumulátorcella anód- és katódaktív anyagaiban. A köznapi megnevezéssel jelzett „túltöltés” azt jelenti, hogy az akkumulátorcellát az üzemi feszültségen túl töltik, azaz a katódaktív anyagot a szükséges (megengedett) szintnél nagyobb mértékben oxidálják, ezért a megadott töltési feszültségnél magasabb feszültséget alkalmaznak. A Li-ion-akkumulátor bizonyos mértékig elviselheti a túltöltést vagy a mélykisütést. Fontos ez amiatt is, hogy az akkumulátorcsomagban található nagyszámú akkumulátorcella esetében az azok közötti elkerülhetetlen kapacitáskülönbségek ne okozzanak visszafordíthatatlan és veszélyes meghibásodást az akkumulátorhasználat közben. A fémes lítiumdendritek szintén a töltési folyamat során alakulhatnak ki az anódaktív anyag szemcséi felületén a Li-ionok interkalációs reakciója helyett megvalósuló Li-ion-redukció következményeként. A dendritkeletkezés, illetve a kialakult dendritek fokozatos növekedése a szeparátor károsodását, például annak átszakadását idézi elő, majd ezzel az akkumulátorcellán belső rövidzárlatokat okoz. Megjegyzendő, hogy szoros kapcsolat van a töltőáram nagysága és a dendritképződés között. Az akkumulátorcella töltésének folyamán ugyanis két reakció verseng egymással a grafitelektród esetében, amelyek közül az egyik a fő elektrokémiai reakció, azaz a Li-ionok grafénlamellák közötti interkalációja (grafénrétegek közé történő beépülés), míg a káros, az előzővel versengő mellékreakció a Li-ionok leválása a grafitszemcsék felületén. Továbbá, a nagyobb áramsűrűség is hozzájárulhat az intenzívebb dendritképződéshez. A dendritnövekedés egyidejűleg láncreakciót indít el, ilyen például a fémlítium felhalmozódása az anódon, az elektrolit és a katódanyag bomlása, amely gyúlékony gázok képződését eredményezi. Továbbá a dendritek általában a polimer szeparátor irányába növekednek, és növekedésük idővel rövidzárlatokhoz vezet az elektródok között. A dendritprobléma megoldására javasolják a gyártók a kerámiabevonatos (pl. alumina, alumínium-oxid, Al2O3) polimer szeparátorokat és a legújabb technológiák közé tartozik a szilárdtest-elektrolitok alkalmazása, valamint a SEI-réteg javítására szolgáló elektrolitadalékok és a módosított áramgyűjtők alkalmazása.

 

A hengeres akkumulátorban lévő PTC-termisztor alacsony ellenállású vezető alkatrészként működik normál körülmények között. Azonban nem minden hengeres akkumulátor rendelkezik PTC-termisztorral. Egyes prizmatikus akkumulátorok esetében a PTC-termisztor kívülről van rögzítve a cellaházához. A külső PTC-eszközök működési mechanizmusa megegyezik a hengeres akkumulátorokban lévő PTC-termisztorokéval, amelyek áramkorlátozást biztosítanak [3].