Lebih-pelepasan bateri litium-tidak secara langsung mencetuskan penyaduran litium, tetapi ia memulakan satu siri tindak balas sampingan yang secara tidak langsung meningkatkan risiko penyaduran litium semasa pengecasan berikutnya.
Akibat Langsung Lebih-Penyahcasan
Pelarutan Kerajang Kuprum dan Pembentukan Dendrit Kuprum
Apabila berlebihan-dinyahcaskan kepada potensi elektrod negatif yang luar biasa tinggi (biasanya melebihi 1.5 V lwn. Li/Li⁺), pengumpul arus kuprum pada anod mengalami pembubaran oksidatif untuk menghasilkan ion Cu²⁺. Selepas berhijrah ke katod, ion Cu²⁺ dikurangkan kepada kuprum logam dan dimendapkan untuk membentuk dendrit kuprum. Dendrit ini boleh menembusi pemisah dan menyebabkan litar pintas dalaman.
Penguraian Filem dan Penjanaan Gas SEI
Lebih-pelepasan membawa kepada penyahinterkalaan litium yang berlebihan daripada anod. Filem SEI terurai, membebaskan haba dan gas (seperti CO dan H₂), yang memburukkan bengkak bateri.
Pautan Tidak Langsung Antara Lebih-Nyahcas dan Penyaduran Litium
Peningkatan Risiko Penyaduran Litium dalam Pengecasan Seterusnya
Lebih-pelepasan merosakkan struktur bateri dalaman (cth, filem SEI yang pecah, penjanaan dendrit kuprum) dan meningkatkan rintangan dalaman. Jika pengecasan dilakukan dalam keadaan sedemikian, isu berikut akan berlaku:
Keadaan kinetik yang merosot: Antara muka anod yang rosak dan elektrolit yang digunakan menghalang interkalasi ion litium-, dengan mudah menarik potensi anod di bawah 0 V dan mencetuskan penyaduran litium.
Ketumpatan arus tempatan meningkat: Dendrit kuprum atau penyumbatan pemisah boleh menyebabkan polarisasi setempat dan mempercepatkan penyaduran litium.
Bukti Eksperimen
Apabila lebih-bateri yang dinyahcas dicas,-zon penyaduran litium putih di samping bintik hitam (kawasan bebas-lithium) mungkin muncul pada permukaan anod, membuktikan bahawa penyaduran litium dikaitkan dengan kerosakan antara muka yang disebabkan oleh-pelepasan.
Keadaan Pencetus untuk Penyaduran Litium
Penyaduran litium sememangnya berlaku semasa pengecasan dan memerlukan dua prasyarat:
Keadaan termodinamik: Keupayaan anod Kurang daripada atau sama dengan 0 V (berbanding Li/Li⁺).
Keadaan kinetik: Kadar interkalasi-ion litium adalah lebih rendah daripada kadar pemendapan litium (cth, suhu rendah, pengecasan-tinggi).
Walaupun lebih-nyahcas tidak dapat memenuhi keperluan termodinamik untuk penyaduran litium secara bebas, ia menjejaskan struktur bateri dan mewujudkan risiko tersembunyi yang membolehkan keadaan penyaduran litium semasa pengecasan kemudian.
Kesimpulan
Lebih-pelepasan secara drastik meningkatkan risiko penyaduran litium dalam pengecasan berikutnya secara tidak langsung melalui tiga mekanisme: litar pintas dalaman daripada dendrit kuprum, penguraian filem SEI dan kerosakan antara muka yang teruk. Untuk aplikasi praktikal, lebih-nyahcas mesti dihalang dengan ketat (cth, dengan mengkonfigurasi voltan pemotongan-nyahcas). Selepas lebih-pelepasan berlaku, protokol pengecasan konservatif (cth,-caj pemulihan semasa yang rendah) hendaklah diguna pakai untuk mengurangkan bahaya keselamatan.
