Γιατί η ικανότητα της μπαταρίας λιθίου μειώνεται, και τελικά κάποιος εξήγησε!

Μπαταρίες ιόντων λιθίουείναι οι ταχύτερα αναπτυσσόμενες δευτερεύουσες μπαταρίες μετά τις μπαταρίες νικελίου-καδμίου και νικελίου-υδρογόνου. Τα χαρακτηριστικά υψηλής ενέργειας κάνουν το μέλλον του να φαίνεται φωτεινό. Ωστόσο, η μπαταρία ιόντων λιθίου δεν είναι τέλεια, και το μεγαλύτερο πρόβλημά της είναι η σταθερότητα των κύκλων φόρτισης και εκκένωσης. Αυτό το έγγραφο συνοψίζει και αναλύει τις πιθανές αιτίες της αποσύνθεσης ικανότητας των μπαταριών λίθιου-ιόντων, συμπεριλαμβανομένης της υπερφόρτισης, της αποσύνθεσης ηλεκτρολυτών, και της μόνος-απαλλαγής.

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν διαφορετικές ενέργειες μεταξύ των δύο ηλεκτροδίων και για να έχουν την καλύτερη απόδοση της μπαταρίας, η αναλογία χωρητικότητας των δύο ηλεκτροδίων υποδοχής θα πρέπει να διατηρεί μια ισορροπημένη τιμή.

Στις μπαταρίες ιόντων λιθίου, το ισοζύγιο χωρητικότητας αντιπροσωπεύει την αναλογία μάζας του θετικού ηλεκτροδίου προς το αρνητικό ηλεκτρόδιο,

Δηλαδή: γ=m+/m-=ΔxC-/ΔyC+

Στον παραπάνω τύπο, το C αναφέρεται στη θεωρητική ικανότητα του ηλεκτροδίου, ενώ οι Δx και Δι αναφέρονται στους στοιχειομετρικούς αριθμούς ιόντων λιθίου που είναι ενσωματωμένα στο αρνητικό ηλεκτρόδιο και στο θετικό ηλεκτρόδιο, αντίστοιχα. Από τον παραπάνω τύπο φαίνεται ότι η αναλογία μάζας που απαιτείται από τους δύο πόλους εξαρτάται από την αντίστοιχη ικανότητα του κουλόμβ των δύο πόλων και τον αριθμό των αντίστοιχων αναστρέψιμων ιόντων λιθίου.

Σε γενικές γραμμές, μια μικρότερη αναλογία μάζας οδηγεί σε ελλιπή χρήση των αρνητικών υλικών ηλεκτροδίων? μια μεγαλύτερη αναλογία μάζας μπορεί να προκαλέσει κινδύνους για την ασφάλεια λόγω της υπερφόρτισης του αρνητικού ηλεκτροδίου. Εν ολίγοις, η απόδοση της μπαταρίας είναι η καλύτερη στη βελτιστοποιημένη αναλογία μάζας.

Για ένα ιδανικό σύστημα μπαταρίας ιόντων ιόντων, η ισορροπία του όγκου δεν αλλάζει κατά τη διάρκεια του κύκλου του, και η αρχική χωρητικότητα σε κάθε κύκλο είναι μια ορισμένη τιμή, αλλά η πραγματική κατάσταση είναι πολύ πιο περίπλοκη. Οποιαδήποτε πλευρική αντίδραση που μπορεί να παράγει ή να καταναλώσει ιόντα λιθίου ή ηλεκτρόνια μπορεί να οδηγήσει σε αλλαγή του ισοζυγίου χωρητικότητας της μπαταρίας. Μόλις αλλάξει η κατάσταση ισορροπίας χωρητικότητας μπαταρίας, αυτή η αλλαγή είναι μη αναστρέψιμη και μπορεί να συσσωρευτεί μέσω πολλαπλών κύκλων για την παραγωγή απόδοσης μπαταρίας. Σοβαρός αντίκτυπος. Στις μπαταρίες ιόντων λιθίου, εκτός από την αντίδραση redox που εμφανίζεται όταν τα ιόντα λιθίου αποθάφρανονται, υπάρχει επίσης ένας μεγάλος αριθμός πλευρικών αντιδράσεων, όπως η αποσύνθεση ηλεκτρολυτών, η διάλυση ενεργού υλικού και η απόθεση μεταλλικού λιθίου.

Λόγος ένα: Υπερχρέωση

1. Αντίδραση υπερχρεώσεως της ανόδου γραφίτη:

Όταν η μπαταρία υπερφορτίζεται, τα ιόντα λιθίου μειώνονται εύκολα και εναποτίθενται στην επιφάνεια του αρνητικού ηλεκτροδίου:

Το κατατεθειμένο λίθιο καλύπτει την επιφάνεια του αρνητικού ηλεκτροδίου, εμποδίζοντας την εισαγωγή λιθίου. Οι αιτίες της μειωμένης αποδοτικότητας απαλλαγής και της απώλειας ικανότητας είναι:

(1)Η ποσότητα του ανακυκλώσιμου λιθίου μειώνεται.

(2) Το κατατεθειμένο μεταλλικό λίθιο αντιδρά με το διαλύτη ή τον υποστήριζε τον ηλεκτρολύτη για να σχηματίσει li2CO3, LiF ή άλλα προϊόντα.

(3) Το λίθιο μετάλλων διαμορφώνεται συνήθως μεταξύ του αρνητικού ηλεκτροδίου και του διαχωριστή, το οποίο μπορεί να εμποδίσει τους πόρους του διαχωριστή και να αυξήσει την εσωτερική αντίσταση της μπαταρίας

(4) Λόγω της ενεργού φύσης του λιθίου, είναι εύκολο να αντιδράσει με τον ηλεκτρολύτη και να καταναλώσει τον ηλεκτρολύτη. Αυτό οδηγεί σε μείωση της αποτελεσματικότητας των απορρίψεων και σε απώλεια δυναμικότητας.

                                

Γρήγορη φόρτιση, η τρέχουσα πυκνότητα είναι πολύ μεγάλη, το αρνητικό ηλεκτρόδιο είναι σοβαρά πολωμένο, και η εναπόθεση λιθίου θα είναι πιο προφανής. Η κατάσταση αυτή είναι πιθανό να συμβεί όταν το θετικό δραστικό υλικό ηλεκτροδίου είναι υπερβολικό σε σχέση με το αρνητικό ενεργό υλικό ηλεκτροδίου. Ωστόσο, στην περίπτωση υψηλού ρυθμού φόρτισης, ακόμη και αν η αναλογία των θετικών και αρνητικών δραστικών υλικών ηλεκτροδίων είναι φυσιολογική, μπορεί να συμβεί η εναπόθεση μεταλλικού λιθίου.

2. Θετική αντίδραση υπερχρέωσης δαπανών

Όταν ο λόγος του θετικού δραστικού υλικού ηλεκτροδίου προς το αρνητικό ενεργό υλικό ηλεκτροδίων είναι πολύ χαμηλός, εμφανίζεται εύκολα υπερφόρτιση του θετικού ηλεκτροδίου.

Η απώλεια παραγωγικής ικανότητας που προκαλείται από την υπερφόρτιση του θετικού ηλεκτροδίου οφείλεται κυρίως στην παραγωγή ηλεκτροχημικά αδρανών ουσιών (όπως το Co3O4, το Mn2O3 κ.λπ.), το οποίο διαταράσσει την ισορροπία ικανότητας μεταξύ των ηλεκτροδίων και η απώλεια της χωρητικότητάς του είναι μη αναστρέψιμη.

(1) LiyCoO2

         

LiyCoO2→(1-y)/3[Co3O4+O2(g)]+yLiCoO2 y<>

Ταυτόχρονα, το οξυγόνο που παράγεται από την αποσύνθεση του υλικού καθόδου στη σφραγισμένη μπαταρία ιόντων λιθίου θα συσσωρεύεται ταυτόχρονα λόγω της απουσίας αντιδράσεων επανασυνδυασμού (όπως η παραγωγή H2O) και του εύφλεκτου αερίου που παράγεται από την αποσύνθεση του ηλεκτρολύτη.

(2) λ-ΜνΟ2

Η αντίδραση του μαγγανίου λιθίου συμβαίνει όταν το οξείδιο του μαγγανίου λιθίου είναι εντελώς ντελιθιστοχωμένο: λ-MnO2→Mn2O3+O2(g)

         

3. Η αντίδραση οξείδωσης του ηλεκτρολύτη όταν υπερφορτίζεται

Όταν η πίεση είναι υψηλότερη από 4.5V, ο ηλεκτρολύτης θα οξειδώσει για να σχηματίσει αδιάλυτα (όπως το Li2Co3) και το αέριο. Αυτά τα αδιάλυτα θα εμποδίσουν τους πόρους του ηλεκτροδίου και θα εμποδίσουν τη μετανάστευση των ιόντων λιθίου, με αποτέλεσμα την απώλεια χωρητικότητας κατά τη διάρκεια της ποδηλασίας.

                 

Παράγοντες που επηρεάζουν το ρυθμό οξείδωσης:

Επιφάνεια υλικού καθόδου

                    

Τρέχον υλικό συλλογής

                              

Ο προστιθέμενος αγώγιμος παράγοντας (μαύρος άνθρακας, κ.λπ.)

                   

Τύποι και επιφάνεια του μαύρου άνθρακα

                      

Μεταξύ των πιο συχνά χρησιμοποιούμενων ηλεκτρολυτών επί του παρόντος, ec / DMC θεωρείται ότι έχει την υψηλότερη αντίσταση οξείδωσης. Η ηλεκτροχημική διαδικασία οξείδωσης του διαλύματος εκφράζεται γενικά ως: διάλυμα → προϊόν οξείδωσης (αέριο, διάλυμα και στερεά ύλη) +ne-

Η οξείδωση οποιουδήποτε διαλύτη θα αυξήσει τη συγκέντρωση των ηλεκτρολυτών και θα μειώσει τη σταθερότητα του ηλεκτρολύτη, η οποία τελικά θα επηρεάσει την ικανότητα της μπαταρίας. Υποθέτοντας ότι ένα μικρό μέρος του ηλεκτρολύτη καταναλώνεται κάθε φορά που φορτίζεται, τότε απαιτείται περισσότερος ηλεκτρολύτης όταν συναρμολογείται η μπαταρία. Για ένα σταθερό δοχείο, αυτό σημαίνει χρέωση μικρότερης ποσότητας ενεργού υλικού, η οποία θα προκαλέσει μείωση της αρχικής χωρητικότητας. Επιπλέον, εάν ένα στερεό προϊόν παράγεται, μια ταινία passivation θα σχηματιστεί στην επιφάνεια του ηλεκτροδίου, το οποίο θα προκαλέσει την πόλωση της μπαταρίας για να αυξήσει και να μειώσει την τάση εξόδου της μπαταρίας.

Αιτία δύο: αποσύνθεση ηλεκτρολυτών (μείωση)

Αποσυντίθεμαι στο ηλεκτρόδιο

1. Ο ηλεκτρολύτης αποσυντίθεται στο θετικό ηλεκτρόδιο:

Ο ηλεκτρολύτης αποτελείται από διαλύτη και υποστηρικτικό ηλεκτρολύτη. Μετά την αποσύνθεση του θετικού ηλεκτροδίου, σχηματίζονται συνήθως αδιάλυτα προϊόντα Li2Co3 και LiF, γεγονός που μειώνει την ικανότητα της μπαταρίας μπλοκάροντας τους πόρους του ηλεκτροδίου. Το αέριο που παράγεται από τη μείωση θα αυξήσει την εσωτερική πίεση της μπαταρίας, με αποτέλεσμα προβλήματα ασφαλείας.

Η τάση αποσύνθεσης του θετικού ηλεκτροδίου είναι συνήθως μεγαλύτερη από 4.5V (σε σχέση με li/li+), έτσι δεν αποσυντίθενται εύκολα στο θετικό ηλεκτρόδιο. Αντίθετα, ο ηλεκτρολύτης αποσυντίθεται ευκολότερα στο αρνητικό ηλεκτρόδιο.

2. Ο ηλεκτρολύτης αποσυντίθεται στο αρνητικό ηλεκτρόδιο:

Ο ηλεκτρολύτης δεν είναι σταθερός σε γραφίτη και άλλες ανόδους άνθρακα ενσωματωμένου λιθίου, και είναι εύκολο να αντιδράσει για να παράγει μη αναστρέψιμη ικανότητα. Η αποσύνθεση του ηλεκτρολύτη κατά τη διάρκεια της αρχικής φόρτισης και της απόρριψης θα αποτελέσει μια ταινία παθητικής φόρτισης στην επιφάνεια του ηλεκτροδίου. Η ταινία παθητικής μπορεί να διαχωρίσει τον ηλεκτρολύτη από την άνοδο άνθρακα και να αποτρέψει την περαιτέρω αποσύνθεση του ηλεκτρολύτη. Διατηρώντας έτσι τη δομική σταθερότητα της ανόδου του άνθρακα. Υπό ιδανικές συνθήκες, η μείωση του ηλεκτρολύτη περιορίζεται στο σχηματισμό της ταινίας passivation, και αυτή η διαδικασία δεν συμβαίνει πλέον όταν ο κύκλος είναι σταθερός.

Σχηματισμός ταινιών passivation

Η μείωση του άλατος ηλεκτρολυτών συμμετέχει στο σχηματισμό της ταινίας passivation, η οποία είναι ευεργετική για τη σταθεροποίηση της ταινίας passivation, αλλά

(1) Η αδιάλυτη ύλη που παράγεται από τη μείωση θα έχει δυσμενείς επιπτώσεις στο μειωμένο προϊόν του διαλύτη·

(2) Η συγκέντρωση του ηλεκτρολύτη μειώνεται όταν μειώνεται το άλας ηλεκτρολυτών, γεγονός που τελικά οδηγεί σε απώλεια της χωρητικότητας της μπαταρίας (το LiPF6 μειώνεται σε LiF, LixPF5-x, PF3O και PF3)

              

(3) Ο σχηματισμός ταινίας παθητικής φόρτισης καταναλώνει ιόντα λιθίου, γεγονός που θα οδηγήσει σε ανισορροπία της χωρητικότητας μεταξύ των δύο ηλεκτροδίων και θα προκαλέσει μείωση της ειδικής χωρητικότητας ολόκληρης της μπαταρίας.

(4) Εάν υπάρχουν ρωγμές στην ταινία passivation, τα μόρια διαλυτών μπορούν να διεισδύσουν και να πυκνώσουν την ταινία passivation, η οποία όχι μόνο καταναλώνει περισσότερο λίθιο, αλλά μπορεί επίσης να εμποδίσει τους μικροπόρους στην επιφάνεια άνθρακα, με αποτέλεσμα την ανικανότητα του λιθίου να εισαγάγει και να εξαγάγει, προκαλώντας ανεπανόρθωτη απώλεια ικανότητας. Η προσθήκη ορισμένων ανόργανων προσθέτων στον ηλεκτρολύτη, όπως CO2, N2O, CO, SO2, κ.λπ., μπορεί να επιταχύνει το σχηματισμό της ταινίας παθητικοποίησης, και μπορεί να εμποδίσει τη συν-ενσωμάτωση και αποσύνθεση του διαλύτη. Η προσθήκη οργανικών προσθέτων αιθέρα κορωνών έχει το ίδιο αποτέλεσμα. 12 στέμμα 4 αιθέρας είναι το καλύτερο.

Παράγοντες απώλειας ικανότητας σχηματισμού φιλμ:

(1) Ο τύπος του άνθρακα που χρησιμοποιείται στη διεργασία·

                           

(2) Σύνθεση του ηλεκτρολύτη;

                                       

(3) Πρόσθετα σε ηλεκτρόδια ή ηλεκτρολύτες.

                     

Ο Blyr πιστεύει ότι η αντίδραση ανταλλαγής ιόντων εξελίσσεται από την επιφάνεια του ενεργού υλικού σωματιδίου στον πυρήνα του, και η νέα φάση που σχηματίζεται ενσωματώνει το αρχικό ενεργό υλικό, και μια παθητική μεμβράνη με χαμηλή αγωγιμότητα ιόντων και ηλεκτρονίων σχηματίζεται στην επιφάνεια των σωματιδίων, έτσι ώστε το spinel μετά την αποθήκευση Έχει μεγαλύτερη πόλωση από ό, τι πριν από την αποθήκευση.

Zhang ανέλυσε το ΦΑΣματοσκοπία σύνθετης αντίστασης εναλλασσόμενου ρεύματος πριν και μετά την ανακύκλωση του υλικού ηλεκτροδίων και διαπίστωσε ότι με την αύξηση του αριθμού των κύκλων, η αντίσταση του στρώματος παθητικοποίησης επιφάνειας αυξάνεται και η χωρητικότητα διεπαφής μειώνεται. Αντικατοπτρίζει ότι το πάχος του στρώματος παθητικοποίησης αυξάνεται με τον αριθμό των κύκλων. Η διάλυση του μαγγανίου και η αποσύνθεση του ηλεκτρολύτη οδηγούν στο σχηματισμό μιας ταινίας παθητικοποίησης, και οι συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας είναι πιο ευνοϊκές για την πρόοδο αυτών των αντιδράσεων. Αυτό θα προκαλέσει αύξηση της αντίστασης επαφής και της αντίστασης μετανάστευσης Li+ μεταξύ των ενεργών σωματιδίων υλικών, αυξάνοντας έτσι την πόλωση της μπαταρίας, την ελλιπή φόρτιση και την αποφόρτιση και τη μείωση της χωρητικότητας. ;

                                                

II Μηχανισμός μείωσης του ηλεκτρολύτη

Ο ηλεκτρολύτης περιέχει συχνά ακαθαρσίες όπως οξυγόνο, νερό, διοξείδιο του άνθρακα, κ.λπ., και μια αντίδραση redox εμφανίζεται κατά τη διάρκεια της φόρτισης και της απαλλαγής της μπαταρίας.

Ο μηχανισμός μείωσης του ηλεκτρολύτη περιλαμβάνει τρεις πτυχές: μείωση διαλυτών, μείωση ηλεκτρολυτών και μείωση της πρόσμειξης:

1. Μείωση του διαλύτη

Η μείωση του PC και της ΕΚ περιλαμβάνει μια αντίδραση ενός ηλεκτρονίου και μια διαδικασία αντίδρασης δύο ηλεκτρονίων. Η αντίδραση δύο ηλεκτρονίων σχηματίζει το Li2CO3:

Fong et al. πιστεύουν ότι στην πρώτη διαδικασία εκκένωσης, όταν το δυναμικό ηλεκτροδίων είναι κοντά σε 0.8V (έναντι Li/Li+), PC/EC αντιδρά ηλεκτροχημικά σε γραφίτη, δημιουργώντας CH=CHCH3(g)/CH2=CH2(g) και LiCO3 (ες), οδηγώντας σε μη αναστρέψιμη απώλεια ικανότητας στο ηλεκτρόδιο γραφίτη.

Η Aurbach et al. διεξήγαγε εκτεταμένη έρευνα σχετικά με το μηχανισμό μείωσης και τα προϊόντα διαφόρων ηλεκτρολυτών σε μεταλλικά ηλεκτρόδια λιθίου και ηλεκτρόδια με βάση τον άνθρακα, και διαπίστωσε ότι ο μηχανισμός αντίδρασης ενός ηλεκτρονίου του υπολογιστή παράγει ROCO2Li και προπυλένιο. Το ROCO2Li είναι πολύ ευαίσθητο στην ανίχνευση του νερού. Τα κύρια προϊόντα παρουσίας ιχνοστοιχείου νερού είναι το Li2CO3 και το προπυλένιο, αλλά κανένα Li2CO3 δεν παράγεται υπό ξηρές συνθήκες.

Μείωση DEC:

                  

Ein-Eli Y ανέφερε ότι ένας ηλεκτρολύτης που αποτελείται από μικτό διαιθυλανθρακικό (DEC) και διμεθυλοανθρακικό (DMC) θα υποβληθεί σε αντίδραση ανταλλαγής στην μπαταρία για την παραγωγή αιθυλεστέρα ανθρακικού (EMC), η οποία θα προκαλέσει απώλεια ικανότητας Ορισμένες επηρεάζουν.

2. Μείωση του ηλεκτρολύτη

Η αντίδραση μείωσης του ηλεκτρολύτη θεωρείται συνήθως ότι εμπλέκεται στο σχηματισμό της μεμβράνης επιφάνειας του ηλεκτροδίου άνθρακα, έτσι ώστε ο τύπος και η συγκέντρωσή του να επηρεάσει την απόδοση του ηλεκτροδίου άνθρακα. Σε ορισμένες περιπτώσεις, η μείωση του ηλεκτρολύτη βοηθά στη σταθεροποίηση της επιφάνειας του άνθρακα και μπορεί να αποτελέσει το απαιτούμενο στρώμα παθητικοποίησης.

                               

Γενικά πιστεύεται ότι ο υποστηρικτικός ηλεκτρολύτης είναι ευκολότερο να μειωθεί από το διαλύτη, και το προϊόν μείωσης αναμιγνύεται στο αρνητικό ηλεκτρόδιο κατατεθεί ταινία και επηρεάζει την αποσύνθεση της χωρητικότητας της μπαταρίας. Οι πιθανές αντιδράσεις μείωσης αρκετών υποστηρικτικών ηλεκτρολυτών είναι οι εξής:

           

3. Μείωση των προσμείξεων

(1) Εάν η περιεκτικότητα σε νερό στον ηλεκτρολύτη είναι υπερβολικά υψηλή, θα σχηματιστούν εναποθέσεις LiOH και Li2O, γεγονός που δεν ευνοεί την εισαγωγή ιόντων λιθίου και προκαλεί μη αναστρέψιμη απώλεια χωρητικότητας:

H2O+e→OH-+1/2H2

OH-+Li+→LiOH(s)

LiOH+Li++e-→Li2O(ες)+1/2H2

Το LiOH(-α) παράγεται και εναποτίθεται στην επιφάνεια του ηλεκτροδίου για να σχηματίσει μια επιφανειακή μεμβράνη με υψηλή αντίσταση, η οποία εμποδίζει το Li+ να ενσωματωθεί στο ηλεκτρόδιο γραφίτη, με αποτέλεσμα μη αναστρέψιμη απώλεια χωρητικότητας. Το νερό ανίχνευσης (100-300×10-6) στο διαλύτη δεν έχει καμία επίδραση στην απόδοση του ηλεκτροδίου γραφίτη.

          

(2) Το CO2 στο διαλύτη μπορεί να μειωθεί σε CO και LiCO3(-α) στο αρνητικό ηλεκτρόδιο:

2CO2+2e-+2Li+→Li2CO3+CO

Το CO θα αυξήσει την εσωτερική πίεση της μπαταρίας και το Li2CO3 θα αυξήσει την εσωτερική αντίσταση της μπαταρίας και θα επηρεάσει την απόδοση της μπαταρίας.

(3) Η παρουσία οξυγόνου στο διαλύτη θα

1/2O2+2e-+2Li+→Li2O

                      

Επειδή η δυνητική διαφορά μεταξύ του μεταλλικού λιθίου και του πλήρως μεσοκαλλιεργισμένου άνθρακα λιθίου είναι μικρή, η μείωση του ηλεκτρολύτη στον άνθρακα είναι παρόμοια με εκείνη του λιθίου.

Λόγος τρίτος: αυτο-απαλλαγή

Η αυτοεκφόρτιση αναφέρεται στο φαινόμενο της φυσικής απώλειας της χωρητικότητας όταν η μπαταρία δεν χρησιμοποιείται. Υπάρχουν δύο περιπτώσεις απώλειας χωρητικότητας που προκαλούνται από την αυτοεκφόρτιση μπαταριών ιόντων λιθίου:

Το ένα είναι η αναστρέψιμη απώλεια ικανότητας.

Το δεύτερο είναι η απώλεια μη αναστρέψιμης παραγωγικής ικανότητας.

Η αναστρέψιμη απώλεια χωρητικότητας σημαίνει ότι η απώλεια ικανότητας μπορεί να ανακτηθεί κατά τη διάρκεια της φόρτισης, αλλά η μη αναστρέψιμη απώλεια παραγωγικής ικανότητας είναι το αντίθετο. Τα θετικά και αρνητικά ηλεκτρόδια μπορεί να έχουν μια δράση μικροβαθλολογίας με τον ηλεκτρολύτη σε φορτισμένη κατάσταση, εισαγωγή και εξαγωγή ιόντων λιθίου, θετική και αρνητική εισαγωγή και αφαίρεση ηλεκτροδίων Τα διαματικά ιόντα λιθίου σχετίζονται μόνο με τα ιόντα λιθίου του ηλεκτρολύτη, οι θετικές και αρνητικές ικανότητες ηλεκτροδίων είναι επομένως μη ισορροπημένες και αυτό το μέρος της απώλειας ικανότητας δεν μπορεί να ανακτηθεί κατά τη διάρκεια της φόρτισης. Όπως:

Το θετικό ηλεκτρόδιο οξειδίου του μαγγανίου λιθίου και ο διαλύτης θα λειτουργήσουν ως μικροκαταξύλιο, με αποτέλεσμα την αυτοεκφόρτιση και την απώλεια μη αναστρέψιμης χωρητικότητας:

LiyMn2O4+xLi++xe-→Liy+xMn2O4

Τα μόρια διαλυτών (όπως το PC) οξειδώνονται ως αρνητικό ηλεκτρόδιο της μικροαβατρίδας στην επιφάνεια του αγώγιμου υλικού μαύρο άνθρακα ή τρέχων συλλέκτης:

xPC→xPC-ελεύθερες ρίζες+xe-

Ομοίως, το αρνητικό ενεργό υλικό ηλεκτροδίων μπορεί να αλληλεπιδράσει με τον ηλεκτρολύτη σε μια μικροαβατολογία για να προκαλέσει αυτοεκφόρτιση και να προκαλέσει μη αναστρέψιμη απώλεια ικανότητας. Ο ηλεκτρολύτης (όπως το LiPF6) μειώνεται στο αγώγιμο υλικό:

PF5+xe- →PF5-x

                                                        

Το καρβίδιο λίθιου στη φορτισμένη κατάσταση χρησιμοποιείται ως αρνητικό ηλεκτρόδιο της μικροαξιάς για να αφαιρέσει τα ιόντα λίθιου και να οξειδωθεί:

LiyC6→Liy-xC6+xLi+++xe-

Παράγοντες που επηρεάζουν την αυτοεκφόρτιση: η διαδικασία κατασκευής του θετικού υλικού ηλεκτροδίων, η διαδικασία κατασκευής της μπαταρίας, η φύση του ηλεκτρολύτη, η θερμοκρασία και ο χρόνος. ;;

Ο ρυθμός αυτοεκφόρτισης ελέγχεται κυρίως από το ρυθμό οξείδωσης του διαλύτη, έτσι ώστε η σταθερότητα του διαλύτη επηρεάζει τη διάρκεια αποθήκευσης της μπαταρίας.

                              

Η οξείδωση του διαλύτη εμφανίζεται κυρίως στην επιφάνεια του μαύρου άνθρακα. Η μείωση της επιφάνειας του μαύρου άνθρακα μπορεί να ελέγξει το ποσοστό αυτοεκφόρτισης, αλλά για τα υλικά καθόδου LiMn2O4, η μείωση της επιφάνειας του ενεργού υλικού είναι επίσης σημαντική, και ο ρόλος της επιφάνειας συλλεκτών στην οξείδωση του διαλύτη δεν μπορεί να αγνοηθεί. .

Η διαρροή ρεύματος μέσω του διαχωριστή μπαταριών μπορεί επίσης να προκαλέσει την μόνος-απαλλαγή στις μπαταρίες λίθιου-ιόντων, αλλά αυτή η διαδικασία περιορίζεται από την αντίσταση του διαχωριστή, εμφανίζεται σε έναν πολύ χαμηλό ρυθμό, και είναι ανεξάρτητη από τη θερμοκρασία. Λαμβάνοντας υπόψη ότι ο ρυθμός αυτοεκφόρτισης της μπαταρίας εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τη θερμοκρασία, αυτή η διαδικασία δεν είναι ο κύριος μηχανισμός στην αυτο-απαλλαγή.

Εάν το αρνητικό ηλεκτρόδιο είναι σε πλήρως φορτισμένη κατάσταση και το θετικό ηλεκτρόδιο αυτο-αποφορτίσεις, η εσωτερική ισορροπία όγκου της μπαταρίας καταστρέφεται, η οποία θα οδηγήσει σε μόνιμη απώλεια χωρητικότητας.

                             

Κατά τη διάρκεια της μακράς ή συχνής αυτοεκφόρτισης, το λίθιο μπορεί να εναποτεθεί στον άνθρακα, αυξάνοντας το βαθμό ανισορροπίας ικανότητας μεταξύ των δύο πόλων.

Η Pistoia et al. συνέκρινε τα ποσοστά αυτοεκφόρτισης των τριών κύριων θετικών ηλεκτροδίων οξειδίου του μετάλλου σε διάφορους ηλεκτρολύτες και διαπίστωσε ότι ο ρυθμός αυτοεκφόρτισης διαφέρει με τον ηλεκτρολύτη. Επισημαίνεται επίσης ότι τα αυτοαποφορτωτικά προϊόντα οξείδωσης εμποδίζουν τους μικροπόρους στο υλικό του ηλεκτροδίου, καθιστώντας δύσκολη την εισαγωγή και την εξαγωγή λιθίου και αυξάνουν την εσωτερική αντίσταση και μειώνουν την απόδοση της εκκένωσης, με αποτέλεσμα την μη αναστρέψιμη απώλεια ικανότητας.