عادةً ما تتكون مواد الكاثود لبطاريات الليثيوم أيون من مركبات نشطة من الليثيوم ، في حين أن الأقطاب السالبة عبارة عن كربون بهيكل جزيئي خاص. المكونات الرئيسية لمواد الكاثود الشائعة هي licoo2 / LiFePO4 ، إلخ. عند الشحن ، تجبر الإمكانات المضافة إلى أقطاب البطارية المركبات الإيجابية على إطلاق أيونات الليثيوم ودمج جزيئات الأنود في الكربون بهيكل رقائقي. أثناء التفريغ ، تترسب أيونات الليثيوم من كربون الهيكل الرقائقي وتتحد مع مركبات القطب الموجب. تنتج حركة أيونات الليثيوم تيارًا كهربائيًا.

على الرغم من أن مبدأ التفاعل الكيميائي بسيط للغاية ، إلا أنه في الإنتاج الصناعي الفعلي ، هناك مشاكل عملية أكثر بكثير يجب أخذها في الاعتبار: تحتاج المادة الإيجابية إلى إضافات للحفاظ على نشاط الشحن والتفريغ المتعدد. يجب تصميم المادة السالبة على مستوى التركيب الجزيئي لاستيعاب المزيد من أيونات الليثيوم ؛ لا يحتاج الإلكتروليت المملوء بين الأقطاب الموجبة والسالبة إلى الحفاظ على الاستقرار فحسب ، بل يحتاج أيضًا إلى موصلية جيدة وتقليل المقاومة الداخلية للبطارية.

على الرغم من أن بطاريات الليثيوم أيون نادرًا ما يكون لها تأثير الذاكرة لبطاريات Ni-CD، مبدأ تأثير الذاكرة هو التبلور ، والذي نادرًا ما يحدث في بطاريات الليثيوم أيون. ومع ذلك ، ستظل سعة بطارية الليثيوم أيون تنخفض بعد عدة مرات من الشحن والتفريغ ، والأسباب معقدة ومتنوعة. إنه بشكل أساسي تغيير مادة القطب الموجب والسالب نفسها. من المستوى الجزيئي ، سينهار هيكل ثقب القطب الموجب والسالب المحتوي على أيون الليثيوم تدريجياً ؛ من وجهة نظر كيميائية ، هو التخميل النشط لمادة القطب الموجب والسالب وحدوث تفاعلات جانبية لتكوين مركبات مستقرة أخرى. في الفيزياء ، تنفصل مادة الكاثود تدريجيًا ، مما يقلل في النهاية عدد أيونات الليثيوم في البطارية التي يمكن أن تتحرك بحرية في عملية الشحن والتفريغ.

سيؤدي الشحن الزائد والإفراط في التفريغ إلى تلف دائم للأقطاب الموجبة والسالبة لبطارية الليثيوم أيون. من المستوى الجزيئي ، يمكن فهم أن الإفراط في التفريغ سيؤدي إلى الإفراط في إطلاق أيونات الليثيوم من الكربون السالب ، مما يؤدي إلى انهيار هيكلها الرقائقي. سوف يجبر الشحن الزائد الكثير من أيونات الليثيوم في بنية الكربون السالبة ، بحيث لا يمكن إطلاق بعضها. هذا هو السبب في أن بطاريات الليثيوم أيون عادة ما تكون مجهزة بدوائر التحكم في الشحن والتفريغ.
ستؤدي درجة الحرارة غير المناسبة إلى تفاعلات كيميائية أخرى في بطاريات الليثيوم أيون لتشكيل مركبات لا نريد رؤيتها ، لذلك توجد أغشية واقية يتم التحكم في درجة حرارتها أو إضافات إلكتروليتية بين الأقطاب الموجبة والسالبة للعديد من بطاريات الليثيوم أيون. عندما ترتفع درجة حرارة البطارية إلى مستوى معين ، يتم إغلاق فتحة الغشاء المركب أو تغيير طبيعة الإلكتروليت ، تزداد المقاومة الداخلية للبطارية حتى تنكسر الدائرة ، ولا تسخن البطارية مرة أخرى ، مما يضمن الشحن درجة حرارة البطارية طبيعية.

تنقسم عملية شحن بطارية الليثيوم أيون إلى مرحلتين ، مرحلة الشحن السريع للتيار الثابت (عندما يكون مؤشر البطارية أصفر) ومرحلة تناقص تيار الجهد الثابت (مؤشر البطارية يومض باللون الأخضر. في مرحلة الشحن السريع للتيار الثابت ، يزداد جهد البطارية تدريجياً إلى الجهد القياسي للبطارية ، ثم يتم نقله إلى مرحلة الجهد الثابت تحت شريحة التحكم ، ولم يعد الجهد يرتفع لضمان عدم زيادة الشحن ، وينخفض ​​التيار تدريجياً إلى 0 مع زيادة شحن البطارية ، ويتم الشحن أخيرًا.

سوف يتغير منحنى تفريغ بطارية الليثيوم أيون بعد عدة مرات من الاستخدام. إذا لم تتح للشريحة الفرصة لقراءة منحنى التفريغ الكامل مرة أخرى ، فإن كمية الكهرباء المحسوبة ليست دقيقة. لذلك نحن بحاجة إلى شحنة عميقة لمعايرة شريحة البطارية. لكن ليس عليك التأكد من أنه في كل مرة تقوم فيها بإيقاف تشغيل الطاقة وإعادة الشحن.
يمكنك القيام بشحن وتفريغ عميقين تحت سيطرة دائرة الحماية لفترة من الوقت لتصحيح إحصائيات البطارية ، لكن هذا لن يزيد من السعة الفعلية للبطارية.

يجب وضع البطاريات التي لم يتم استخدامها لفترة طويلة في مكان بارد لتقليل سرعة تفاعل التخميل الخاص بها.

دائرة الحماية أيضًا غير قادرة على مراقبة التفريغ الذاتي للبطارية. يجب شحن البطاريات التي لم يتم استخدامها لفترة طويلة بكمية معينة من الكهرباء لمنع تلف التفريغ الذاتي المفرط الناتج عن التفريغ الذاتي المفرط في التخزين.

نظرًا لأن تأثير الذاكرة الكهربائية لبطارية الليثيوم أيون ضئيل ، فإن الضرر الناجم عن الشحن في منتصف الطريق ليس كبيرًا ، وأكثر ما يخشاه هو التفريغ المفرط (التفريغ الكامل). في كثير من الأحيان ، لا يمكن التخلص من نتيجة التفريغ المفرط المفرط لبطاريات الليثيوم أيون إلا في وقت مبكر ، ولا يتعين على بطاريات الليثيوم أيون الانتظار حتى 0٪ لإعادة الشحن.