A-descarga excessiva de baterias-de íons de lítio não aciona diretamente o revestimento de lítio, mas inicia uma série de reações colaterais que aumentam indiretamente o risco de revestimento de lítio durante o carregamento subsequente.
Consequências diretas da{0}descarga excessiva
Dissolução da folha de cobre e formação de dendritos de cobre
Quando descarregado excessivamente-para um potencial de eletrodo negativo anormalmente alto (normalmente acima de 1,5 V vs. Li/Li⁺), o coletor de corrente de cobre no ânodo sofre dissolução oxidativa para gerar íons Cu²⁺. Após migrarem para o cátodo, os íons Cu²⁺ são reduzidos a cobre metálico e depositados para formar dendritos de cobre. Esses dendritos podem perfurar o separador e induzir curtos-circuitos internos.
Decomposição de filmes SEI e geração de gás
A-descarga excessiva leva à desintercalação excessiva de lítio do ânodo. O filme SEI se decompõe, liberando calor e gases (como CO e H₂), que agravam o inchaço da bateria.
Ligação indireta entre descarga excessiva-e revestimento de lítio
Risco elevado de revestimento de lítio em carregamento subsequente
A-descarga excessiva danifica a estrutura interna da bateria (por exemplo, filme SEI quebrado, geração de dendritos de cobre) e aumenta a resistência interna. Se o carregamento for realizado nessas condições, ocorrerão os seguintes problemas:
Condições cinéticas deterioradas: interfaces anódicas danificadas e eletrólito consumido dificultam a intercalação de íons-de lítio, puxando facilmente o potencial anódico abaixo de 0 V e acionando o revestimento de lítio.
Aumento da densidade de corrente local: Dendritos de cobre ou bloqueios do separador podem causar polarização localizada e acelerar o revestimento de lítio.
Evidência Experimental
Quando baterias excessivamente{0}}descarregadas são carregadas, zonas-esbranquiçadas de revestimento de lítio ao lado de pontos pretos (regiões livres-de lítio) podem aparecer na superfície do ânodo, provando que o revestimento de lítio está correlacionado com danos na interface induzidos por-descarga excessiva.
Condições de gatilho para revestimento de lítio
O revestimento de lítio ocorre inerentemente durante o carregamento e requer dois pré-requisitos:
Condição termodinâmica: Potencial anódico menor ou igual a 0 V (vs. Li/Li⁺).
Condição cinética: a taxa de intercalação de íons-de lítio é menor que a taxa de deposição de lítio (por exemplo, baixa temperatura, alta-taxa de carregamento).
Embora a-descarga excessiva não possa satisfazer de forma independente o requisito termodinâmico do revestimento de lítio, ela compromete a estrutura da bateria e cria riscos ocultos que permitem condições de revestimento de lítio durante o carregamento posterior.
Conclusão
A-descarga excessiva aumenta drasticamente o risco de revestimento de lítio no carregamento subsequente indiretamente por meio de três mecanismos: curtos-circuitos internos de dendritos de cobre, decomposição do filme SEI e danos graves à interface. Para aplicações práticas, a-descarga excessiva deve ser rigorosamente evitada (por exemplo, configurando uma tensão de-corte de descarga). Após a ocorrência de-descarga excessiva, protocolos de cobrança conservadores (por exemplo, cobrança de recuperação-de corrente baixa) devem ser adotados para mitigar riscos à segurança.
