خلال الدورة الطويلة ، فإن القدرة العكسية لـ بطارية ليثيوم أيون سيستمر الانخفاض بسبب تقليل المواد الفعالة ، وترسيب الليثيوم المعدني ، والاستهلاك المستمر للكهارل ، وزيادة المقاومة الداخلية والهروب الحراري. من بينها ، ظاهرة تطور الليثيوم من القطب السالب الجرافيت هو السبب الأكثر أهمية البطارية تدهور القدرات وقصر الدائرة الداخلية.

من خلال المتابعة من مقالتنا الفنية الأخيرة ، سنقوم الآن بشرح المزيد حول هذه الظاهرة أدناه:

بناءً على دراسة بطاريات Li-Cu ، يأمل المؤلف في إثبات أن بطاريات Li-Graphite يمكن أن تخضع أيضًا لتفاعل تطور الليثيوم عند احتمال أعلى من 0 فولت (مقابل Li0 / Li +). من أجل تقليل تأثيرات الخواص الحركية ، قام الباحثون بتقليل التيار الثابت المطبق إلى -10 مللي أمبير (تقريبًا C / 25). تتوافق منصات الجهد الثلاثة في الشكل 4 ب مع مراحل إدخال الليثيوم المختلفة من الجرافيت. في المرحلة الأخيرة من منصة الجهد الثالثة ، يتم تشغيل جهاز التسخين (الشكل 4 ج) ، ويزيد جهد البطارية بسرعة بسبب الزيادة في إمكانات قطب التوازن وتقليل الإمكانات. ثم مع استمرار تفاعل إقحام الليثيوم في الجرافيت ، بدأ الجهد في الانخفاض. عندما ينخفض ​​الجهد إلى 25 مللي فولت ، ينخفض ​​منحدر منحنى الجهد بشكل كبير (كما هو موضح في الشكل 4E) ، والذي يختلف تمامًا عن منحنى شحن الجرافيت غير المسخن ، مما قد يعني أن أيونات الليثيوم تبدأ في ترسيب وتعجيل معدن الليثيوم. عندما ينخفض ​​الجهد إلى 15 بالسيارات ، تتم إزالة التيار المطبق (السهم الرمادي في الشكل 4 ب). في هذا الوقت ، يزداد الجهد فجأة إلى 72 مللي فولت بسبب زيادة تركيز أيونات الليثيوم بين جزيئات الجرافيت وفي الإلكتروليت. هذا يرجع إلى انحلال الليثيوم والمزيد من الإقحام لليثيوم في جزء الإقحام غير المكتمل بين طبقات الجرافيت. بعد استقرار الجهد عند 85 مللي فولت ، يتم إعادة تطبيق التيار الثابت لفترة من الوقت ثم إزالته مرة أخرى دوريًا. خلال العملية برمتها ، تظل إمكانات قطب الجرافيت دائمًا أعلى من 0 فولت (مقابل Li0 / Li +). يمكن أن نرى من منحنى درجة الحرارة في الشكل 4 د أن اتجاه تغير درجة الحرارة للنظام مشابه جدًا لاتجاه قطب Li-Cu. سبب انخفاض درجة الحرارة هو تبديد الحرارة الناجم عن ترسب معدن الليثيوم. عندما يتم إزالة التيار المطبق ، يؤدي انحلال الليثيوم والمزيد من الإقحام بين طبقات الجرافيت إلى ارتفاع درجة حرارة البطارية. بعد التجربة ، يمكن أيضًا رؤية ترسيب الليثيوم المعدني في المنطقة المركزية لقطعة قطب الجرافيت ، مما يؤكد أن توزيع درجات الحرارة غير المتكافئ داخل البطارية يمكن أن يتسبب بالفعل في أن يخضع أنود الجرافيت لترسيب الليثيوم عند تفاعل محتمل أعلى من 0 فولت (مقابل Li0 / Li +).

الشكل 5. تطور الليثيوم على أنود الجرافيت تحت ظروف الشحن السريع

(ج) في ظل ظروف التسخين ، صورة القطب السالب للجرافيت بعد الشحن السريع ، تكون المنطقة المركزية مقسمة بالكامل مع الليثيوم وتحدث ظاهرة تطور الليثيوم.