நிக்கல்-காட்மியம் மற்றும் நிக்கல்-ஹைட்ரஜன் பேட்டரிகளுக்குப் பிறகு லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள் வேகமாக வளரும் இரண்டாம் நிலை பேட்டரிகள் ஆகும். அதன் உயர் ஆற்றல் பண்புகள் அதன் எதிர்காலத்தை பிரகாசமாக மாற்றுகின்றன. இருப்பினும், லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள் சரியானவை அல்ல, மேலும் அவற்றின் மிகப்பெரிய பிரச்சனை அவற்றின் சார்ஜ்-டிஸ்சார்ஜ் சுழற்சிகளின் நிலைத்தன்மையாகும். இந்தக் கட்டுரை லி-அயன் பேட்டரிகளின் திறன் மங்கலுக்கான சாத்தியமான காரணங்களைச் சுருக்கி பகுப்பாய்வு செய்கிறது, இதில் ஓவர்சார்ஜ், எலக்ட்ரோலைட் சிதைவு மற்றும் சுய-வெளியேற்றம் ஆகியவை அடங்கும்.

லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகள் இரண்டு மின்முனைகளுக்கு இடையே இடைக்கணிப்பு எதிர்வினைகள் நிகழும்போது வெவ்வேறு இடைநிலை ஆற்றல்களைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் பேட்டரியின் சிறந்த செயல்திறனைப் பெற, இரண்டு ஹோஸ்ட் மின்முனைகளின் திறன் விகிதம் சமநிலையான மதிப்பைப் பராமரிக்க வேண்டும்.

லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளில், திறன் சமநிலை நேர்மறை மின்முனையின் நிறை விகிதமாக எதிர்மறை மின்முனைக்கு வெளிப்படுத்தப்படுகிறது,

அதாவது: γ=m+/m-=ΔxC-/ΔyC+

மேலே உள்ள சூத்திரத்தில், C என்பது மின்முனையின் தத்துவார்த்த கூலம்பிக் திறனைக் குறிக்கிறது, மேலும் Δx மற்றும் Δy ஆகியவை முறையே எதிர்மறை மின்முனையிலும் நேர்மறை மின்முனையிலும் பதிக்கப்பட்ட லித்தியம் அயனிகளின் ஸ்டோச்சியோமெட்ரிக் எண்ணைக் குறிக்கிறது. இரண்டு துருவங்களின் தேவையான நிறை விகிதம் இரண்டு துருவங்களின் தொடர்புடைய கூலம்ப் திறன் மற்றும் அவற்றின் அந்தந்த மீளக்கூடிய லித்தியம் அயனிகளின் எண்ணிக்கையைப் பொறுத்தது என்பதை மேலே உள்ள சூத்திரத்திலிருந்து காணலாம்.

படம்

பொதுவாக, ஒரு சிறிய நிறை விகிதம் எதிர்மறை மின்முனைப் பொருளின் முழுமையற்ற பயன்பாட்டிற்கு வழிவகுக்கிறது; ஒரு பெரிய நிறை விகிதம் எதிர்மறை மின்முனையின் அதிக கட்டணம் காரணமாக பாதுகாப்பு ஆபத்தை ஏற்படுத்தலாம். சுருக்கமாக, உகந்த நிறை விகிதத்தில், பேட்டரி செயல்திறன் சிறந்தது.

ஒரு சிறந்த லி-அயன் பேட்டரி அமைப்புக்கு, அதன் சுழற்சியின் போது திறன் சமநிலை மாறாது, மேலும் ஒவ்வொரு சுழற்சியிலும் ஆரம்ப திறன் ஒரு குறிப்பிட்ட மதிப்பாகும், ஆனால் உண்மையான நிலைமை மிகவும் சிக்கலானது. லித்தியம் அயனிகள் அல்லது எலக்ட்ரான்களை உருவாக்கும் அல்லது உட்கொள்ளும் எந்தவொரு பக்க எதிர்வினையும் பேட்டரி திறன் சமநிலையில் மாற்றங்களுக்கு வழிவகுக்கும். பேட்டரியின் திறன் சமநிலை நிலை மாறியதும், இந்த மாற்றம் மாற்ற முடியாதது மற்றும் பல சுழற்சிகள் மூலம் குவிக்கப்படலாம், இதன் விளைவாக பேட்டரி செயல்திறன் ஏற்படும். கடுமையான பாதிப்பு. லித்தியம்-அயன் பேட்டரிகளில், லித்தியம் அயனிகள் பிரிக்கப்படும்போது ஏற்படும் ரெடாக்ஸ் வினைகளுக்கு கூடுதலாக, எலக்ட்ரோலைட் சிதைவு, செயலில் உள்ள பொருள் கரைதல் மற்றும் உலோக லித்தியம் படிவு போன்ற பக்கவிளைவுகளும் அதிக அளவில் உள்ளன.

காரணம் 1: அதிக கட்டணம்

1. கிராஃபைட் எதிர்மறை மின்முனையின் ஓவர்சார்ஜ் எதிர்வினை:

பேட்டரி அதிகமாக சார்ஜ் செய்யப்படும்போது, ​​லித்தியம் அயனிகள் எளிதில் குறைக்கப்பட்டு, எதிர்மறை மின்முனையின் மேற்பரப்பில் டெபாசிட் செய்யப்படுகின்றன:

படம்

டெபாசிட் செய்யப்பட்ட லித்தியம் எதிர்மறை மின்முனையின் மேற்பரப்பை பூசி, லித்தியத்தின் இடைக்கணிப்பைத் தடுக்கிறது. இதன் விளைவாக வெளியேற்ற திறன் மற்றும் திறன் இழப்பு குறைகிறது:

①மறுசுழற்சி செய்யக்கூடிய லித்தியத்தின் அளவைக் குறைத்தல்;

②டெபாசிட் செய்யப்பட்ட உலோக லித்தியம் கரைப்பான் அல்லது துணை எலக்ட்ரோலைட்டுடன் வினைபுரிந்து Li2CO3, LiF அல்லது பிற தயாரிப்புகளை உருவாக்குகிறது;

③ மெட்டல் லித்தியம் பொதுவாக எதிர்மறை மின்முனைக்கும் பிரிப்பானுக்கும் இடையில் உருவாகிறது, இது பிரிப்பானின் துளைகளைத் தடுக்கலாம் மற்றும் பேட்டரியின் உள் எதிர்ப்பை அதிகரிக்கலாம்;

④ லித்தியத்தின் மிகவும் சுறுசுறுப்பான தன்மை காரணமாக, எலக்ட்ரோலைட்டுடன் வினைபுரிவது மற்றும் எலக்ட்ரோலைட்டை உட்கொள்வது எளிது, இதன் விளைவாக வெளியேற்ற திறன் குறைகிறது மற்றும் திறன் இழப்பு ஏற்படுகிறது.

வேகமாக சார்ஜ் செய்தல், தற்போதைய அடர்த்தி மிகவும் அதிகமாக உள்ளது, எதிர்மறை மின்முனையானது கடுமையாக துருவப்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் லித்தியத்தின் படிவு மிகவும் தெளிவாக இருக்கும். எதிர்மறை எலக்ட்ரோடு செயலில் உள்ள பொருளுடன் ஒப்பிடும்போது நேர்மறை மின்முனை செயலில் உள்ள பொருள் அதிகமாக இருக்கும்போது இது நிகழலாம். இருப்பினும், அதிக சார்ஜிங் விகிதத்தில், நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை செயலில் உள்ள பொருட்களின் விகிதம் சாதாரணமாக இருந்தாலும், உலோக லித்தியம் படிவு ஏற்படலாம்.

2. Positive electrode overcharge reaction

நேர்மறை மின்முனைச் செயலில் உள்ள பொருளுக்கும் எதிர்மறை மின்முனைச் செயலில் உள்ள பொருளுக்கும் விகிதம் மிகக் குறைவாக இருக்கும்போது, ​​நேர்மறை மின்முனை ஓவர்சார்ஜ் ஏற்பட வாய்ப்புள்ளது.

நேர்மறை மின்முனையின் அதிகப்படியான மின்னேற்றத்தால் ஏற்படும் திறன் இழப்பு முக்கியமாக மின் வேதியியல் செயலற்ற பொருட்களின் (Co3O4, Mn2O3 போன்றவை) உருவாக்கம் காரணமாகும், இது மின்முனைகளுக்கு இடையிலான திறன் சமநிலையை அழிக்கிறது, மேலும் திறன் இழப்பு மாற்ற முடியாதது.

(1) LiyCoO2

LiyCoO2→(1-y)/3[Co3O4＋O2(g)]＋yLiCoO2 y<0.4

அதே நேரத்தில், சீல் செய்யப்பட்ட லித்தியம்-அயன் பேட்டரியில் உள்ள நேர்மறை மின்முனைப் பொருளின் சிதைவினால் உருவாகும் ஆக்சிஜன், மறுசீரமைப்பு எதிர்வினை (H2O போன்றவற்றின் உருவாக்கம் போன்றவை) மற்றும் சிதைவினால் உருவாகும் எரியக்கூடிய வாயு இல்லாததால் ஒரே நேரத்தில் குவிகிறது. எலக்ட்ரோலைட், மற்றும் விளைவுகள் கற்பனை செய்ய முடியாததாக இருக்கும்.

(2) λ-MnO2

லித்தியம்-மாங்கனீசு ஆக்சைடு முழுமையாக நீக்கப்படும்போது லித்தியம்-மாங்கனீசு எதிர்வினை ஏற்படுகிறது: λ-MnO2→Mn2O3+O2(g)

3. எலக்ட்ரோலைட் அதிகமாக சார்ஜ் செய்யும்போது ஆக்ஸிஜனேற்றப்படுகிறது

அழுத்தம் 4.5V ஐ விட அதிகமாக இருக்கும்போது, ​​எலக்ட்ரோலைட் ஆக்ஸிஜனேற்றப்பட்டு கரையாதவை (Li2Co3 போன்றவை) மற்றும் வாயுக்களை உருவாக்குகிறது. இந்த கரையாதவை மின்முனையின் நுண்துளைகளைத் தடுக்கும் மற்றும் லித்தியம் அயனிகளின் இடம்பெயர்வைத் தடுக்கும், இதன் விளைவாக சைக்கிள் ஓட்டும் போது திறன் இழப்பு ஏற்படும்.

Factors that affect the rate of oxidation:

நேர்மறை மின்முனை பொருளின் பரப்பளவு

தற்போதைய சேகரிப்பான் பொருள்

Added conductive agent (carbon black, etc.)

கார்பன் கருப்பு வகை மற்றும் மேற்பரப்பு

பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் எலக்ட்ரோலைட்டுகளில், EC/DMC அதிக ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்ப்பைக் கொண்டதாகக் கருதப்படுகிறது. கரைசலின் மின்வேதியியல் ஆக்சிஜனேற்ற செயல்முறை பொதுவாக இவ்வாறு வெளிப்படுத்தப்படுகிறது: தீர்வு→ஆக்சிஜனேற்ற தயாரிப்பு (வாயு, கரைசல் மற்றும் திடப்பொருள்)+ne-

எந்தவொரு கரைப்பானின் ஆக்சிஜனேற்றமும் எலக்ட்ரோலைட் செறிவை அதிகரிக்கும், எலக்ட்ரோலைட் நிலைத்தன்மையைக் குறைக்கும் மற்றும் இறுதியில் பேட்டரியின் திறனை பாதிக்கும். ஒவ்வொரு முறை சார்ஜ் செய்யும்போதும் ஒரு சிறிய அளவு எலக்ட்ரோலைட் நுகரப்படும் என்று வைத்துக் கொண்டால், பேட்டரி அசெம்பிளி செய்யும் போது அதிக எலக்ட்ரோலைட் தேவைப்படுகிறது. ஒரு நிலையான கொள்கலனுக்கு, இது ஒரு சிறிய அளவு செயலில் உள்ள பொருள் ஏற்றப்படுகிறது, இதன் விளைவாக ஆரம்ப திறன் குறைகிறது. கூடுதலாக, ஒரு திடமான தயாரிப்பு தயாரிக்கப்பட்டால், மின்முனையின் மேற்பரப்பில் ஒரு செயலற்ற படம் உருவாகும், இது பேட்டரியின் துருவமுனைப்பை அதிகரிக்கும் மற்றும் பேட்டரியின் வெளியீட்டு மின்னழுத்தத்தைக் குறைக்கும்.

காரணம் 2: எலக்ட்ரோலைட் சிதைவு (குறைப்பு)

நான் மின்முனையில் சிதைக்கிறேன்

1. எலக்ட்ரோலைட் நேர்மறை மின்முனையில் சிதைகிறது:

எலக்ட்ரோலைட் ஒரு கரைப்பான் மற்றும் துணை எலக்ட்ரோலைட்டைக் கொண்டுள்ளது. கத்தோட் சிதைந்த பிறகு, Li2Co3 மற்றும் LiF போன்ற கரையாத பொருட்கள் பொதுவாக உருவாகின்றன, இது மின்முனையின் துளைகளைத் தடுப்பதன் மூலம் பேட்டரி திறனைக் குறைக்கிறது. எலக்ட்ரோலைட் குறைப்பு எதிர்வினை பேட்டரியின் திறன் மற்றும் சுழற்சி ஆயுளில் எதிர்மறையான விளைவை ஏற்படுத்தும். குறைப்பதால் உருவாகும் வாயு பேட்டரியின் உள் அழுத்தத்தை அதிகரிக்கலாம், இது பாதுகாப்பு சிக்கல்களுக்கு வழிவகுக்கும்.

நேர்மறை மின்முனை சிதைவு மின்னழுத்தம் பொதுவாக 4.5V (Vs. Li/Li+) விட அதிகமாக இருக்கும், எனவே அவை நேர்மறை மின்முனையில் எளிதில் சிதைவதில்லை. மாறாக, எலக்ட்ரோலைட் எதிர்மறை மின்முனையில் எளிதில் சிதைந்துவிடும்.

2. எலக்ட்ரோலைட் எதிர்மறை மின்முனையில் சிதைகிறது:

கிராஃபைட் மற்றும் பிற லித்தியம் செருகப்பட்ட கார்பன் அனோட்களில் எலக்ட்ரோலைட் நிலையானது அல்ல, மேலும் மீளமுடியாத திறனை உருவாக்க வினைபுரிவது எளிது. ஆரம்ப மின்னூட்டம் மற்றும் வெளியேற்றத்தின் போது, ​​எலக்ட்ரோலைட்டின் சிதைவு மின்முனையின் மேற்பரப்பில் ஒரு செயலற்ற படமாக மாறும், மேலும் மின்னழுத்தம் மேலும் சிதைவதைத் தடுக்க கார்பன் எதிர்மறை மின்முனையிலிருந்து மின்னாற்றலைப் பிரிக்கும். இதனால், கார்பன் அனோடின் கட்டமைப்பு நிலைத்தன்மை பராமரிக்கப்படுகிறது. சிறந்த நிலைமைகளின் கீழ், எலக்ட்ரோலைட்டின் குறைப்பு செயலற்ற பட உருவாக்கும் நிலைக்கு மட்டுப்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் சுழற்சி நிலையானதாக இருக்கும்போது இந்த செயல்முறை ஏற்படாது.

செயலற்ற படத்தின் உருவாக்கம்

எலெக்ட்ரோலைட் உப்புகளின் குறைப்பு செயலிழப்பு படத்தின் உருவாக்கத்தில் பங்கேற்கிறது, இது செயலற்ற படத்தின் உறுதிப்படுத்தலுக்கு நன்மை பயக்கும், ஆனால்

(1) The insoluble matter produced by the reduction will have an adverse effect on the solvent reduction product;

(2) எலக்ட்ரோலைட் உப்பு குறைக்கப்படும் போது எலக்ட்ரோலைட்டின் செறிவு குறைகிறது, இது இறுதியில் பேட்டரி திறன் இழப்புக்கு வழிவகுக்கிறது (LiPF6 LiF, LixPF5-x, PF3O மற்றும் PF3 ஆக குறைக்கப்படுகிறது);

(3) செயலற்ற படங்களின் உருவாக்கம் லித்தியம் அயனிகளை உட்கொள்கிறது, இது முழு பேட்டரியின் குறிப்பிட்ட திறனைக் குறைக்க இரண்டு மின்முனைகளுக்கு இடையே உள்ள திறன் ஏற்றத்தாழ்வை ஏற்படுத்தும்.

(4) செயலற்ற படலத்தில் விரிசல்கள் இருந்தால், கரைப்பான் மூலக்கூறுகள் செயலற்ற படலத்தை ஊடுருவி தடிமனாக்கலாம், இது அதிக லித்தியத்தை உட்கொள்வது மட்டுமல்லாமல், கார்பன் மேற்பரப்பில் உள்ள நுண் துளைகளையும் தடுக்கலாம், இதன் விளைவாக லித்தியம் செருகப்பட முடியாமல் போகும். பிரித்தெடுக்கப்பட்டது. , இதன் விளைவாக மீளமுடியாத திறன் இழப்பு. CO2, N2O, CO, SO2, போன்ற சில கனிம சேர்க்கைகளை எலக்ட்ரோலைட்டில் சேர்ப்பது, செயலற்ற படலத்தை உருவாக்குவதை துரிதப்படுத்துகிறது மற்றும் கரைப்பானின் இணை-செருகுதலையும் சிதைவையும் தடுக்கலாம். கிரீடம் ஈதர் கரிம சேர்க்கைகள் சேர்ப்பதும் அதே விளைவைக் கொண்டுள்ளது. 12 கிரீடங்கள் மற்றும் 4 ஈதர்கள் சிறந்தவை.

திரைப்பட திறன் இழப்புக்கான காரணிகள்:

(1) செயல்பாட்டில் பயன்படுத்தப்படும் கார்பன் வகை;

(2) எலக்ட்ரோலைட் கலவை;

(3) மின்முனைகள் அல்லது எலக்ட்ரோலைட்டுகளில் சேர்க்கைகள்.

அயனி பரிமாற்ற எதிர்வினை செயலில் உள்ள பொருள் துகளின் மேற்பரப்பில் இருந்து அதன் மையத்திற்கு முன்னேறுகிறது, புதிய கட்டம் அசல் செயலில் உள்ள பொருளைப் புதைக்கிறது, மேலும் குறைந்த அயனி மற்றும் மின்னணு கடத்துத்திறன் கொண்ட ஒரு செயலற்ற படம் துகள் மேற்பரப்பில் உருவாகிறது என்று பிளைர் நம்புகிறார். ஸ்பைனல் சேமிப்பிற்குப் பிறகு சேமிப்பிற்கு முன்பு இருந்ததை விட அதிக துருவமுனைப்பு.

சுழற்சிகளின் எண்ணிக்கையின் அதிகரிப்புடன் மேற்பரப்பு செயலற்ற அடுக்கின் எதிர்ப்பானது அதிகரித்து, இடைமுக கொள்ளளவு குறைவதை ஜாங் கண்டறிந்தார். சுழற்சிகளின் எண்ணிக்கையுடன் செயலற்ற அடுக்கின் தடிமன் அதிகரிக்கிறது என்பதை இது பிரதிபலிக்கிறது. மாங்கனீஸின் கரைப்பு மற்றும் எலக்ட்ரோலைட்டின் சிதைவு ஆகியவை செயலற்ற படங்களின் உருவாக்கத்திற்கு வழிவகுக்கும், மேலும் உயர் வெப்பநிலை நிலைகள் இந்த எதிர்வினைகளின் முன்னேற்றத்திற்கு மிகவும் உகந்தவை. இது செயலில் உள்ள பொருள் துகள்கள் மற்றும் Li+ இடம்பெயர்வு எதிர்ப்பிற்கு இடையேயான தொடர்பு எதிர்ப்பை அதிகரிக்கும், இதன் மூலம் பேட்டரியின் துருவமுனைப்பு, முழுமையடையாத சார்ஜிங் மற்றும் டிஸ்சார்ஜிங் மற்றும் திறன் குறைதல்.

II Reduction Mechanism of Electrolyte

எலக்ட்ரோலைட்டில் பெரும்பாலும் ஆக்ஸிஜன், நீர், கார்பன் டை ஆக்சைடு மற்றும் பிற அசுத்தங்கள் உள்ளன, மேலும் பேட்டரியின் சார்ஜ் மற்றும் டிஸ்சார்ஜ் செயல்பாட்டின் போது ரெடாக்ஸ் எதிர்வினைகள் ஏற்படுகின்றன.

எலக்ட்ரோலைட்டின் குறைப்பு பொறிமுறையானது மூன்று அம்சங்களை உள்ளடக்கியது: கரைப்பான் குறைப்பு, எலக்ட்ரோலைட் குறைப்பு மற்றும் தூய்மையற்ற குறைப்பு:

1. கரைப்பான் குறைப்பு

PC மற்றும் EC இன் குறைப்பு ஒரு-எலக்ட்ரான் எதிர்வினை மற்றும் இரண்டு-எலக்ட்ரான் எதிர்வினை செயல்முறை ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியது, மேலும் இரண்டு-எலக்ட்ரான் எதிர்வினை Li2CO3 ஐ உருவாக்குகிறது:

ஃபாங் மற்றும் பலர். முதல் வெளியேற்றச் செயல்பாட்டின் போது, ​​மின்முனைத் திறன் 0.8V (எதிராக. Li/Li+) க்கு அருகில் இருக்கும் போது, ​​PC/EC இன் மின்வேதியியல் வினையானது CH=CHCH3(g)/CH2=CH2( g) ஐ உருவாக்க கிராஃபைட்டில் ஏற்பட்டது என்று நம்பப்படுகிறது. மற்றும் LiCO3(கள்), கிராஃபைட் மின்முனைகளில் மீளமுடியாத திறன் இழப்புக்கு வழிவகுக்கிறது.

ஆர்பாக் மற்றும் பலர். லித்தியம் உலோக மின்முனைகள் மற்றும் கார்பன்-அடிப்படையிலான மின்முனைகளில் பல்வேறு எலக்ட்ரோலைட்டுகளின் குறைப்பு பொறிமுறை மற்றும் தயாரிப்புகள் பற்றிய விரிவான ஆராய்ச்சியை மேற்கொண்டது, மேலும் PCயின் ஒரு-எலக்ட்ரான் எதிர்வினை பொறிமுறையானது ROCO2Li மற்றும் ப்ரோப்பிலீனை உருவாக்குகிறது என்பதைக் கண்டறிந்தது. ROCO2Li நீரைக் கண்டுபிடிக்க மிகவும் உணர்திறன் கொண்டது. முக்கிய தயாரிப்புகள் Li2CO3 மற்றும் சுவடு நீர் முன்னிலையில் ப்ரோப்பிலீன், ஆனால் உலர்ந்த நிலையில் Li2CO3 உற்பத்தி செய்யப்படுவதில்லை.

DEC இன் மறுசீரமைப்பு:

டைதைல் கார்பனேட் (டிஇசி) மற்றும் டைமெத்தில் கார்பனேட் (டிஎம்சி) ஆகியவற்றுடன் கலந்த எலக்ட்ரோலைட், திறன் இழப்புக்கு காரணமான எத்தில் மெத்தில் கார்பனேட்டை (இஎம்சி) உருவாக்க பேட்டரியில் பரிமாற்ற எதிர்வினைக்கு உட்படும் என்று Ein-Eli Y தெரிவித்துள்ளது. குறிப்பிட்ட செல்வாக்கு.

2. எலக்ட்ரோலைட் குறைப்பு

எலக்ட்ரோலைட்டின் குறைப்பு எதிர்வினை பொதுவாக கார்பன் எலக்ட்ரோடு மேற்பரப்பு படத்தின் உருவாக்கத்தில் ஈடுபடுவதாகக் கருதப்படுகிறது, எனவே அதன் வகை மற்றும் செறிவு கார்பன் மின்முனையின் செயல்திறனை பாதிக்கும். சில சந்தர்ப்பங்களில், எலக்ட்ரோலைட்டின் குறைப்பு கார்பன் மேற்பரப்பின் உறுதிப்படுத்தலுக்கு பங்களிக்கிறது, இது விரும்பிய செயலற்ற அடுக்கை உருவாக்குகிறது.

கரைப்பானைக் காட்டிலும் துணை எலக்ட்ரோலைட் குறைக்க எளிதானது என்று பொதுவாக நம்பப்படுகிறது, மேலும் குறைப்பு தயாரிப்பு எதிர்மறை மின்முனை படிவு படத்தில் கலக்கப்படுகிறது மற்றும் பேட்டரியின் திறன் சிதைவை பாதிக்கிறது. துணை எலக்ட்ரோலைட்டுகளின் பல சாத்தியமான குறைப்பு எதிர்வினைகள் பின்வருமாறு:

3. தூய்மையற்ற குறைப்பு

(1) எலக்ட்ரோலைட்டில் உள்ள நீர் உள்ளடக்கம் மிக அதிகமாக இருந்தால், LiOH(கள்) மற்றும் Li2O வைப்புக்கள் உருவாகும், இது லித்தியம் அயனிகளைச் செருகுவதற்கு உகந்ததல்ல, இதன் விளைவாக மீளமுடியாத திறன் இழப்பு ஏற்படுகிறது:

H2O＋e→OH-＋1/2H2

OH-＋Li+→LiOH(கள்)

LiOH+Li++e-→Li2O(s)+1/2H2

உருவாக்கப்பட்ட LiOH(கள்) மின்முனை மேற்பரப்பில் டெபாசிட் செய்யப்பட்டு, அதிக எதிர்ப்பைக் கொண்ட ஒரு மேற்பரப்புத் திரைப்படத்தை உருவாக்குகிறது, இது கிராஃபைட் மின்முனையில் Li+ இடைச்சேர்க்கையைத் தடுக்கிறது, இதன் விளைவாக மீளமுடியாத திறன் இழப்பு ஏற்படுகிறது. கரைப்பானில் ஒரு சிறிய அளவு நீர் (100-300×10-6) கிராஃபைட் மின்முனையின் செயல்திறனில் எந்த விளைவையும் ஏற்படுத்தாது.

(2) கரைப்பானில் உள்ள CO2 எதிர்மறை மின்முனையில் குறைக்கப்பட்டு CO மற்றும் LiCO3(களை) உருவாக்கலாம்:

2CO2+2e-+2Li+→Li2CO3+CO

CO ஆனது பேட்டரியின் உள் அழுத்தத்தை அதிகரிக்கும், மேலும் Li2CO3(கள்) பேட்டரியின் உள் எதிர்ப்பை அதிகரிக்கும் மற்றும் பேட்டரி செயல்திறனை பாதிக்கும்.

(3) கரைப்பானில் ஆக்ஸிஜன் இருப்பதும் Li2Oஐ உருவாக்கும்

1/2O2+2e-+2Li+→Li2O

உலோக லித்தியம் மற்றும் முழுமையாக ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்ட கார்பன் ஆகியவற்றுக்கு இடையே உள்ள சாத்தியமான வேறுபாடு சிறியதாக இருப்பதால், கார்பனில் உள்ள எலக்ட்ரோலைட்டின் குறைப்பு லித்தியத்தின் குறைப்பைப் போன்றது.

காரணம் 3: சுய-வெளியேற்றம்

சுய-வெளியேற்றம் என்பது பேட்டரி பயன்பாட்டில் இல்லாதபோது இயற்கையாகவே அதன் திறனை இழக்கும் நிகழ்வைக் குறிக்கிறது. லி-அயன் பேட்டரி சுய-வெளியேற்றம் இரண்டு நிகழ்வுகளில் திறன் இழப்புக்கு வழிவகுக்கிறது:

ஒன்று மீளக்கூடிய திறன் இழப்பு;

இரண்டாவது மீள முடியாத திறன் இழப்பு.

மீளக்கூடிய திறன் இழப்பு என்பது சார்ஜ் செய்யும் போது இழந்த திறனை மீட்டெடுக்க முடியும், அதே சமயம் மீள முடியாத திறன் இழப்பு நேர்மாறானது. நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை மின்முனைகள் சார்ஜ் செய்யப்பட்ட நிலையில் உள்ள எலக்ட்ரோலைட்டுடன் மைக்ரோபேட்டரியாக செயல்படலாம், இதன் விளைவாக லித்தியம் அயன் இடைக்கணிப்பு மற்றும் டீஇன்டர்கேலேஷன், மற்றும் நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை மின்முனைகளின் இடைக்கணிப்பு மற்றும் டீஇன்டர்கேலேஷன் ஆகியவை ஏற்படும். உட்பொதிக்கப்பட்ட லித்தியம் அயனிகள் எலக்ட்ரோலைட்டின் லித்தியம் அயனிகளுடன் மட்டுமே தொடர்புடையவை, எனவே நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை மின்முனைகளின் திறன் சமநிலையற்றது, மேலும் சார்ஜ் செய்யும் போது திறன் இழப்பின் இந்த பகுதியை மீட்டெடுக்க முடியாது. போன்ற:

லித்தியம் மாங்கனீசு ஆக்சைடு நேர்மறை மின்முனை மற்றும் கரைப்பான் மைக்ரோ-பேட்டரி விளைவு மற்றும் சுய-வெளியேற்றத்தை ஏற்படுத்தும், இதன் விளைவாக மீளமுடியாத திறன் இழப்பு ஏற்படுகிறது:

LiyMn2O4+xLi++xe-→Liy+xMn2O4

கரைப்பான் மூலக்கூறுகள் (பிசி போன்றவை) மின்கடத்தாப் பொருள் கார்பன் பிளாக் அல்லது தற்போதைய சேகரிப்பான் ஆகியவற்றின் மேற்பரப்பில் மைக்ரோபேட்டரி நேர்மின்முனையாக ஆக்ஸிஜனேற்றப்படுகின்றன:

xPC→xPC-radical+xe-

இதேபோல், எதிர்மறை செயலில் உள்ள பொருள் எலக்ட்ரோலைட்டுடன் தொடர்புகொண்டு சுய-வெளியேற்றத்தை ஏற்படுத்தலாம் மற்றும் மீளமுடியாத திறன் இழப்பை ஏற்படுத்தலாம், மேலும் எலக்ட்ரோலைட் (LiPF6 போன்றவை) கடத்தும் பொருளின் மீது குறைக்கப்படுகிறது:

PF5+xe-→PF5-x

Lithium carbide in the charged state is oxidized by removing lithium ions as the negative electrode of the microbattery:

LiyC6→Liy-xC6+xLi+++xe-

சுய-வெளியேற்றத்தை பாதிக்கும் காரணிகள்: நேர்மறை மின்முனை பொருளின் உற்பத்தி செயல்முறை, பேட்டரியின் உற்பத்தி செயல்முறை, எலக்ட்ரோலைட்டின் பண்புகள், வெப்பநிலை மற்றும் நேரம்.