Baterai sering diisi ulang dalam proses penggunaan. Secara relatif, situasi overdischarge kurang. Panas yang dilepaskan selama proses overcharge atau overdischarge mudah terakumulasi di dalam baterai, yang selanjutnya akan meningkatkan suhu baterai. , mempengaruhi masa pakai baterai dan meningkatkan kemungkinan baterai terbakar atau meledak. Bahkan dalam kondisi charge-discharge normal, dengan bertambahnya jumlah siklus, inkonsistensi kapasitas sel tunggal di dalam sistem baterai akan meningkat, dan baterai dengan kapasitas terendah akan mengalami proses overcharge dan overdischarge.

Meskipun stabilitas termal LiFePO4 adalah yang terbaik dibandingkan dengan bahan katoda lainnya di bawah status pengisian yang berbeda, pengisian yang berlebihan juga akan menyebabkan bahaya tersembunyi yang tidak aman dalam penggunaan baterai daya LiFePO4 . Dalam keadaan kelebihan muatan, pelarut dalam elektrolit organik lebih mungkin mengalami dekomposisi oksidatif, dan etilen karbonat (EC) lebih disukai mengalami dekomposisi oksidatif pada permukaan elektroda positif dalam pelarut organik umum. Karena potensial interkalasi lithium (ke potensial lithium) dari elektroda negatif grafit sangat rendah, ada kemungkinan besar pengendapan lithium di elektroda negatif grafit.

Salah satu alasan utama kegagalan baterai dalam kondisi pengisian berlebih adalah korsleting internal yang disebabkan oleh dendrit lithium yang menembus pemisah. Mekanisme kegagalan pelapisan litium pada permukaan anoda grafit akibat overcharge dianalisis. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tidak ada perubahan struktur keseluruhan dari elektroda negatif grafit, tetapi terdapat litium dendrit dan permukaan film. Reaksi antara litium dan elektrolit menyebabkan peningkatan terus menerus dari film permukaan, yang tidak hanya mengkonsumsi lebih banyak litium aktif, tetapi juga memungkinkan litium berdifusi ke dalam grafit. Anoda menjadi lebih sulit, yang selanjutnya mendorong pengendapan litium pada permukaan anoda, menghasilkan penurunan lebih lanjut dalam kapasitas dan efisiensi Coulomb.

Selain itu, kotoran logam (terutama Fe) umumnya dianggap sebagai salah satu alasan utama kegagalan pengisian daya baterai yang berlebihan. Mekanisme kegagalan baterai daya LiFePO4 dalam kondisi pengisian berlebih dipelajari secara sistematis. Hasilnya menunjukkan bahwa redoks Fe secara teoritis dimungkinkan selama siklus pengisian/pengosongan, dan mekanisme reaksi diberikan: ketika terjadi pengisian berlebih, Fe pertama-tama dioksidasi menjadi Fe2+, Fe2+ selanjutnya dioksidasi menjadi Fe3+, dan kemudian Fe2+ dan Fe3+ dihilangkan dari elektroda positif. Satu sisi berdifusi ke sisi negatif, Fe3+ akhirnya direduksi menjadi Fe2+, dan Fe2+ selanjutnya direduksi menjadi Fe; selama siklus overcharge/discharge, dendrit kristal Fe akan terbentuk pada elektroda positif dan negatif pada saat yang sama, yang akan menembus diafragma untuk membentuk jembatan Fe, mengakibatkan perubahan mikroskopis pada baterai. Hubungan pendek, fenomena nyata yang menyertai sirkuit pendek mikro baterai adalah peningkatan suhu yang terus-menerus setelah pengisian daya yang berlebihan.

Selama overdischarge, potensi elektroda negatif akan meningkat dengan cepat, dan peningkatan potensi akan menyebabkan penghancuran film SEI pada permukaan elektroda negatif (bagian yang kaya akan senyawa anorganik dalam film SEI lebih mudah teroksidasi) , yang pada gilirannya akan menyebabkan dekomposisi tambahan elektrolit , yang mengakibatkan hilangnya kapasitas. Lebih penting lagi, anoda kolektor arus Cu foil teroksidasi. Produk oksidasi Cu2O dari Cu foil terdeteksi dalam film SEI dari elektroda negatif, yang akan meningkatkan resistansi internal baterai dan menyebabkan hilangnya kapasitas baterai.

Proses overdischarge baterai listrik LiFePO4 dipelajari secara rinci. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kolektor arus negatif Cu foil dapat dioksidasi menjadi Cu+ pada saat overdischarge, dan Cu+ dioksidasi lebih lanjut menjadi Cu2+, kemudian berdifusi ke elektroda positif, dan reaksi reduksi dapat terjadi pada elektroda positif, sehingga Cu dendrit kristal Ini akan terbentuk di sisi positif, menembus pemisah, dan menyebabkan korsleting mikro di dalam baterai. Juga karena overdischarge, suhu baterai akan terus meningkat.

Pengisian daya baterai LiFePO4 yang berlebihan dapat menyebabkan dekomposisi oksidatif elektrolit, pengendapan litium, dan pembentukan dendrit kristal Fe ; sedangkan overdischarge dapat menyebabkan kerusakan SEI, mengakibatkan redaman kapasitas, oksidasi foil Cu, dan bahkan pembentukan dendrit kristal Cu.

Jika Anda memiliki persyaratan atau pertanyaan apa pun mengenai solusi baterai lithium untuk aplikasi yang Anda inginkan, jangan ragu untuk berkomunikasi dengan tim kami yang berdedikasi kapan saja di marketing@everexceed.com .