site logo

ทำไมความจุของแบตเตอรี่ลิเธียมจึงลดลง ในที่สุดก็มีคนสรุปให้

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นแบตเตอรี่สำรองที่เติบโตเร็วที่สุดรองจากแบตเตอรี่นิกเกิล-แคดเมียมและนิกเกิล-ไฮโดรเจน คุณสมบัติด้านพลังงานสูงทำให้อนาคตดูสดใส อย่างไรก็ตาม แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนนั้นไม่สมบูรณ์แบบ และปัญหาที่ใหญ่ที่สุดคือความเสถียรของรอบการชาร์จ-คายประจุ เอกสารนี้สรุปและวิเคราะห์สาเหตุที่เป็นไปได้ที่ทำให้ความจุของแบตเตอรี่ Li-ion ลดลง รวมถึงการชาร์จไฟเกิน การสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์ และการคายประจุในตัวเอง

WeChat Image_20210826110403

bms2 BMS 3 BMS BMS 3

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนมีพลังงานการแทรกสอดที่แตกต่างกันเมื่อเกิดปฏิกิริยาระหว่างอิเล็กโทรดทั้งสอง และเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ดีที่สุดของแบตเตอรี่ อัตราส่วนความจุของอิเล็กโทรดโฮสต์ทั้งสองควรรักษาค่าที่สมดุล

ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ความสมดุลของความจุจะแสดงเป็นอัตราส่วนมวลของอิเล็กโทรดบวกต่ออิเล็กโทรดลบ

นั่นคือ: γ=m+/m-=ΔxC-/ΔyC+

ในสูตรข้างต้น C หมายถึงความจุคูลอมบิกตามทฤษฎีของอิเล็กโทรด และ Δx และ Δy หมายถึงจำนวนสารสัมพันธ์ของลิเธียมไอออนที่ฝังอยู่ในอิเล็กโทรดลบและอิเล็กโทรดบวก ตามลำดับ จากสูตรข้างต้นจะเห็นได้ว่าอัตราส่วนมวลที่ต้องการของสองขั้วนั้นขึ้นอยู่กับความจุของคูลอมบ์ที่สอดคล้องกันของสองขั้วและจำนวนลิเธียมไอออนที่ผันกลับได้ตามลำดับ

ภาพ

โดยทั่วไปแล้ว อัตราส่วนมวลที่น้อยกว่าจะทำให้มีการใช้วัสดุอิเล็กโทรดเชิงลบอย่างไม่สมบูรณ์ อัตราส่วนมวลที่มากขึ้นอาจทำให้เกิดอันตรายต่อความปลอดภัยเนื่องจากการชาร์จไฟเกินของอิเล็กโทรดลบ กล่าวโดยย่อ ที่อัตราส่วนมวลที่เหมาะสมที่สุด ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่จะดีที่สุด

สำหรับระบบแบตเตอรี่ Li-ion ในอุดมคติ ความสมดุลของความจุจะไม่เปลี่ยนแปลงในระหว่างรอบการทำงาน และความจุเริ่มต้นในแต่ละรอบจะเป็นค่าที่แน่นอน แต่สถานการณ์จริงนั้นซับซ้อนกว่ามาก ปฏิกิริยาข้างเคียงใดๆ ที่สามารถสร้างหรือใช้ลิเธียมไอออนหรืออิเล็กตรอนอาจนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในความจุของแบตเตอรี่ เมื่อสถานะความสมดุลของความจุของแบตเตอรี่เปลี่ยนไป การเปลี่ยนแปลงนี้จะย้อนกลับไม่ได้และสามารถสะสมได้หลายรอบ ส่งผลให้ประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลดลง ผลกระทบที่ร้ายแรง ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน นอกจากปฏิกิริยารีดอกซ์ที่เกิดขึ้นเมื่อลิเธียมไอออนถูกขจัดอินเตอร์คาลแล้ว ยังมีปฏิกิริยาข้างเคียงจำนวนมาก เช่น การสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์ การละลายของสารออกฤทธิ์ และการสะสมของลิเธียมที่เป็นโลหะ

เหตุผลที่ 1: การชาร์จมากเกินไป

1. ปฏิกิริยาการประจุไฟเกินของขั้วลบกราไฟท์:

When the battery is overcharged, lithium ions are easily reduced and deposited on the surface of the negative electrode:

ภาพ

The deposited lithium coats the negative electrode surface, blocking the intercalation of lithium. This results in reduced discharge efficiency and capacity loss due to:

①ลดปริมาณลิเธียมที่รีไซเคิลได้

②ลิเธียมโลหะที่สะสมจะทำปฏิกิริยากับตัวทำละลายหรืออิเล็กโทรไลต์ที่รองรับเพื่อสร้าง Li2CO3, LiF หรือผลิตภัณฑ์อื่น ๆ

③ ลิเธียมโลหะมักจะเกิดขึ้นระหว่างขั้วลบกับตัวคั่น ซึ่งอาจปิดกั้นรูพรุนของตัวคั่น และเพิ่มความต้านทานภายในของแบตเตอรี่

④ เนื่องจากลิเธียมมีการใช้งานมาก จึงทำปฏิกิริยากับอิเล็กโทรไลต์ได้ง่ายและใช้อิเล็กโทรไลต์ ส่งผลให้ประสิทธิภาพการคายประจุลดลงและสูญเสียความจุ

Fast charging, the current density is too large, the negative electrode is severely polarized, and the deposition of lithium will be more obvious. This is likely to occur when the positive electrode active material is excessive relative to the negative electrode active material. However, in the case of a high charging rate, deposition of metallic lithium may occur even if the ratio of positive and negative active materials is normal.

2. ปฏิกิริยาการประจุไฟฟ้าเกินขั้วบวก

When the ratio of positive electrode active material to negative electrode active material is too low, positive electrode overcharge is likely to occur.

การสูญเสียความจุที่เกิดจากการประจุมากเกินไปของอิเล็กโทรดบวกส่วนใหญ่เกิดจากการสร้างสารเฉื่อยทางไฟฟ้าเคมี (เช่น Co3O4, Mn2O3 เป็นต้น) ซึ่งทำลายความสมดุลของความจุระหว่างอิเล็กโทรด และการสูญเสียความจุจะย้อนกลับไม่ได้

(1) LiyCoO2

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

ในเวลาเดียวกัน ออกซิเจนที่เกิดจากการสลายตัวของวัสดุอิเล็กโทรดขั้วบวกในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนแบบปิดผนึกจะสะสมในเวลาเดียวกัน เนื่องจากไม่มีปฏิกิริยาการรวมตัวใหม่ (เช่น การสร้าง H2O) และก๊าซไวไฟที่เกิดจากการสลายตัว ของอิเล็กโทรไลต์และผลที่ตามมาจะเป็นไปไม่ได้

(2) λ-MnO2

ปฏิกิริยาลิเธียม-แมงกานีสเกิดขึ้นเมื่อลิเธียม-แมงกานีสออกไซด์ถูกทำให้เป็นฉนวนอย่างสมบูรณ์: λ-MnO2→Mn2O3+O2(g)

3. อิเล็กโทรไลต์จะถูกออกซิไดซ์เมื่อชาร์จมากเกินไป

เมื่อความดันสูงกว่า 4.5V อิเล็กโทรไลต์จะถูกออกซิไดซ์เพื่อสร้างสารที่ไม่ละลายน้ำ (เช่น Li2Co3) และก๊าซ สารที่ไม่ละลายน้ำเหล่านี้จะปิดกั้น micropores ของอิเล็กโทรดและขัดขวางการย้ายถิ่นของลิเธียมไอออน ส่งผลให้สูญเสียความสามารถในระหว่างการปั่นจักรยาน

ปัจจัยที่มีผลต่ออัตราการเกิดออกซิเดชัน:

The surface area of ​​the positive electrode material

วัสดุสะสมปัจจุบัน

เพิ่มสารนำไฟฟ้า (คาร์บอนแบล็ค ฯลฯ)

ชนิดและพื้นที่ผิวของคาร์บอนแบล็ค

ในบรรดาอิเล็กโทรไลต์ที่ใช้กันทั่วไป EC/DMC ถือว่ามีความต้านทานการเกิดออกซิเดชันสูงสุด กระบวนการออกซิเดชันทางไฟฟ้าเคมีของสารละลายโดยทั่วไปจะแสดงเป็น: สารละลาย→ผลิตภัณฑ์ออกซิเดชัน (ก๊าซ สารละลาย และสสารที่เป็นของแข็ง)+ne-

การเกิดออกซิเดชันของตัวทำละลายใดๆ จะเพิ่มความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ ลดความเสถียรของอิเล็กโทรไลต์ และส่งผลต่อความจุของแบตเตอรี่ในท้ายที่สุด สมมติว่ามีการใช้อิเล็กโทรไลต์ในปริมาณเล็กน้อยในแต่ละครั้งที่มีการชาร์จ จำเป็นต้องมีอิเล็กโทรไลต์มากขึ้นในระหว่างการประกอบแบตเตอรี่ สำหรับคอนเทนเนอร์แบบคงที่ นี่หมายความว่ามีการบรรจุสารออกฤทธิ์ในปริมาณที่น้อยกว่า ซึ่งส่งผลให้ความจุเริ่มต้นลดลง นอกจากนี้ หากผลิตผลิตภัณฑ์ที่เป็นของแข็ง จะเกิดฟิล์มทู่บนพื้นผิวของอิเล็กโทรด ซึ่งจะเพิ่มโพลาไรซ์ของแบตเตอรี่และลดแรงดันไฟขาออกของแบตเตอรี่

เหตุผลที่ 2: การสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์ (ลดลง)

ฉันย่อยสลายบนอิเล็กโทรด

1. อิเล็กโทรไลต์สลายตัวบนอิเล็กโทรดบวก:

อิเล็กโทรไลต์ประกอบด้วยตัวทำละลายและอิเล็กโทรไลต์ที่รองรับ หลังจากที่แคโทดสลายตัว มักจะเกิดผลิตภัณฑ์ที่ไม่ละลายน้ำ เช่น Li2Co3 และ LiF ซึ่งลดความจุของแบตเตอรี่โดยการปิดกั้นรูพรุนของอิเล็กโทรด ปฏิกิริยาการลดอิเล็กโทรไลต์จะส่งผลเสียต่อความจุและอายุการใช้งานของแบตเตอรี่ ก๊าซที่เกิดจากการลดขนาดสามารถเพิ่มแรงดันภายในของแบตเตอรี่ ซึ่งอาจนำไปสู่ปัญหาด้านความปลอดภัย

แรงดันสลายตัวของอิเล็กโทรดบวกมักจะมากกว่า 4.5V (เทียบกับ Li/Li+) ดังนั้นจึงไม่สลายตัวได้ง่ายบนอิเล็กโทรดบวก ในทางตรงกันข้าม อิเล็กโทรไลต์จะสลายตัวได้ง่ายขึ้นที่ขั้วลบ

2. อิเล็กโทรไลต์สลายตัวบนขั้วลบ:

อิเล็กโทรไลต์ไม่เสถียรบนกราไฟต์และแอโนดคาร์บอนอื่น ๆ ที่ใส่ลิเธียม และง่ายต่อการทำปฏิกิริยาเพื่อสร้างความจุที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ ในระหว่างการประจุและคายประจุเริ่มต้น การสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์จะสร้างฟิล์มทู่บนพื้นผิวของอิเล็กโทรด และฟิล์มทู่สามารถแยกอิเล็กโทรไลต์ออกจากอิเล็กโทรดลบคาร์บอนเพื่อป้องกันการสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์ต่อไป ดังนั้นความเสถียรทางโครงสร้างของแอโนดคาร์บอนจึงยังคงอยู่ ภายใต้สภาวะที่เหมาะสม การลดอิเล็กโทรไลต์จะจำกัดอยู่ที่ขั้นตอนการสร้างฟิล์มทู่ และกระบวนการนี้จะไม่เกิดขึ้นเมื่อวัฏจักรมีเสถียรภาพ

การก่อตัวของฟิล์มทู่

การลดลงของเกลืออิเล็กโทรไลต์มีส่วนร่วมในการก่อตัวของฟิล์มทู่ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการรักษาเสถียรภาพของฟิล์มทู่ แต่

(1) สารที่ไม่ละลายน้ำที่เกิดจากการลดปริมาณจะส่งผลเสียต่อผลิตภัณฑ์ลดตัวทำละลาย

(2) ความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์ลดลงเมื่อเกลือของอิเล็กโทรไลต์ลดลง ซึ่งในที่สุดจะนำไปสู่การสูญเสียความจุของแบตเตอรี่ (LiPF6 จะลดลงในรูปแบบ LiF, LixPF5-x, PF3O และ PF3);

(3) การก่อตัวของฟิล์มทู่ใช้ลิเธียมไอออน ซึ่งจะทำให้ความจุไม่สมดุลระหว่างอิเล็กโทรดทั้งสองเพื่อลดความจุจำเพาะของแบตเตอรี่ทั้งหมด

(4) หากมีรอยแตกบนฟิล์มทู่ โมเลกุลตัวทำละลายสามารถเจาะและทำให้ฟิล์มทู่ข้นซึ่งไม่เพียงแต่กินลิเธียมมากขึ้น แต่ยังอาจปิดกั้นไมโครพอร์บนพื้นผิวคาร์บอนส่งผลให้ลิเธียมไม่สามารถแทรกและ สกัด ส่งผลให้สูญเสียกำลังการผลิตที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ การเพิ่มสารอนินทรีย์บางชนิดลงในอิเล็กโทรไลต์ เช่น CO2, N2O, CO, SO2 เป็นต้น สามารถเร่งการก่อตัวของฟิล์มทู่และยับยั้งการแทรกร่วมและการสลายตัวของตัวทำละลาย การเพิ่มสารเติมแต่งอินทรีย์คราวน์อีเทอร์ก็มีผลเช่นเดียวกัน 12 เม็ดมะยมและ 4 อีเธอร์นั้นดีที่สุด

ปัจจัยที่ทำให้ฟิล์มสูญเสียความจุ:

(1) The type of carbon used in the process;

(2) องค์ประกอบอิเล็กโทรไลต์;

(3) Additives in electrodes or electrolytes.

Blyr เชื่อว่าปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนไอออนจะเคลื่อนตัวจากพื้นผิวของอนุภาควัสดุออกฤทธิ์ไปยังแกนกลาง เฟสใหม่ก่อตัวขึ้นเพื่อฝังวัสดุแอคทีฟดั้งเดิม และฟิล์มแบบพาสซีฟที่มีค่าการนำไฟฟ้าต่ำและไอออนิกจะก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวของอนุภาค ดังนั้น นิลหลังการจัดเก็บ โพลาไรซ์มากกว่าก่อนการจัดเก็บ

Zhang พบว่าความต้านทานของชั้น passivation ของพื้นผิวเพิ่มขึ้นและความจุของ interfacial ลดลงตามจำนวนรอบที่เพิ่มขึ้น มันสะท้อนว่าความหนาของชั้นทู่เพิ่มขึ้นตามจำนวนรอบ การละลายของแมงกานีสและการสลายตัวของอิเล็กโทรไลต์ทำให้เกิดฟิล์มทู่ฟิล์ม และสภาวะที่มีอุณหภูมิสูงจะเอื้อต่อการเกิดปฏิกิริยาเหล่านี้มากขึ้น สิ่งนี้จะเพิ่มความต้านทานการสัมผัสระหว่างอนุภาควัสดุที่เคลื่อนไหวและความต้านทานการย้ายถิ่นของ Li+ ซึ่งจะเป็นการเพิ่มโพลาไรซ์ของแบตเตอรี่ การชาร์จและการคายประจุที่ไม่สมบูรณ์ และความจุที่ลดลง

II กลไกการลดอิเล็กโทรไลต์

อิเล็กโทรไลต์มักประกอบด้วยออกซิเจน น้ำ คาร์บอนไดออกไซด์และสิ่งเจือปนอื่นๆ และปฏิกิริยารีดอกซ์เกิดขึ้นระหว่างการชาร์จและการคายประจุของแบตเตอรี่

กลไกการลดของอิเล็กโทรไลต์ประกอบด้วยสามลักษณะ: การลดตัวทำละลาย การลดอิเล็กโทรไลต์ และการลดสิ่งเจือปน:

1. การลดตัวทำละลาย

การลดลงของ PC และ EC รวมถึงปฏิกิริยาหนึ่งอิเล็กตรอนและกระบวนการปฏิกิริยาสองอิเล็กตรอน และปฏิกิริยาสองอิเล็กตรอนก่อให้เกิด Li2CO3:

Fong et al. believed that during the first discharge process, when the electrode potential was close to 0.8V (vs. Li/Li+), the electrochemical reaction of PC/EC occurred on graphite to generate CH=CHCH3(g)/CH2=CH2( g) and LiCO3(s), leading to irreversible capacity loss on graphite electrodes.

Aurbach และคณะ ได้ทำการวิจัยอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับกลไกการลดและผลิตภัณฑ์ของอิเล็กโทรไลต์ต่างๆ บนอิเล็กโทรดโลหะลิเธียมและอิเล็กโทรดที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ และพบว่ากลไกการเกิดปฏิกิริยาหนึ่งอิเล็กตรอนของ PC ผลิต ROCO2Li และโพรพิลีน ROCO2Li มีความไวต่อน้ำมาก ผลิตภัณฑ์หลักคือ Li2CO3 และโพรพิลีนเมื่อมีน้ำปริมาณน้อย แต่ไม่มีการผลิต Li2CO3 ในสภาวะแห้ง

Restoration of DEC:

Ein-Eli Y รายงานว่าอิเล็กโทรไลต์ที่ผสมกับไดเอทิลคาร์บอเนต (DEC) และไดเมทิลคาร์บอเนต (DMC) จะได้รับปฏิกิริยาการแลกเปลี่ยนในแบตเตอรี่เพื่อสร้างเอทิลเมทิลคาร์บอเนต (EMC) ซึ่งมีหน้าที่ในการสูญเสียความจุ อิทธิพลบางอย่าง

2. การลดอิเล็กโทรไลต์

โดยทั่วไป ปฏิกิริยารีดักชันของอิเล็กโทรไลต์จะเกี่ยวข้องกับการก่อตัวของฟิล์มพื้นผิวอิเล็กโทรดคาร์บอน ดังนั้นชนิดและความเข้มข้นของอิเล็กโทรดจะส่งผลต่อประสิทธิภาพของอิเล็กโทรดคาร์บอน ในบางกรณี การลดลงของอิเล็กโทรไลต์จะช่วยรักษาเสถียรภาพของพื้นผิวคาร์บอน ซึ่งสามารถสร้างชั้นทู่ทู่ที่ต้องการได้

เป็นที่เชื่อกันโดยทั่วไปว่าอิเล็กโทรไลต์ที่รองรับจะรีดิวซ์ได้ง่ายกว่าตัวทำละลาย และผลิตภัณฑ์รีดักชันถูกผสมในฟิล์มสะสมอิเล็กโทรดเชิงลบ และส่งผลต่อความจุที่ลดลงของแบตเตอรี่ ปฏิกิริยารีดักชันที่เป็นไปได้หลายประการของอิเล็กโทรไลต์ที่รองรับมีดังนี้:

3. การลดสิ่งเจือปน

(1) หากปริมาณน้ำในอิเล็กโทรไลต์สูงเกินไป จะเกิดการสะสมของ LiOH และ Li2O ซึ่งไม่เอื้อต่อการแทรกลิเธียมไอออน ส่งผลให้สูญเสียความจุที่ไม่สามารถย้อนกลับได้:

H2O+e→OH-+1/2H2

OH-+Li+→LiOH(s)

LiOH+Li++e-→Li2O(s)+1/2H2

LiOH ที่สร้างขึ้นจะถูกสะสมไว้บนพื้นผิวอิเล็กโทรด ทำให้เกิดฟิล์มพื้นผิวที่มีความต้านทานสูง ซึ่งจะขัดขวางการแทรกสอด Li+ เข้าไปในอิเล็กโทรดกราไฟต์ ส่งผลให้สูญเสียความจุที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ ปริมาณน้ำเล็กน้อย (100-300×10-6) ในตัวทำละลายไม่มีผลต่อประสิทธิภาพของอิเล็กโทรดกราไฟท์

(2) The CO2 in the solvent can be reduced on the negative electrode to form CO and LiCO3(s):

2CO2+2e-+2Li+→Li2CO3+CO

CO จะเพิ่มแรงดันภายในของแบตเตอรี่ และ Li2CO3 จะเพิ่มความต้านทานภายในของแบตเตอรี่และส่งผลต่อประสิทธิภาพของแบตเตอรี่

(3) การปรากฏตัวของออกซิเจนในตัวทำละลายจะสร้าง Li2O

1/2O2+2e-+2Li+→Li2O

เนื่องจากความต่างศักย์ระหว่างโลหะลิเธียมและคาร์บอนที่มีการเติมคาลิเตอร์เต็มที่มีขนาดเล็ก การลดลงของอิเล็กโทรไลต์บนคาร์บอนจึงคล้ายกับการลดลงของลิเธียม

เหตุผลที่ 3: ปลดปล่อยตัวเอง

Self-discharge refers to the phenomenon that the battery loses its capacity naturally when it is not in use. Li-ion battery self-discharge leads to capacity loss in two cases:

หนึ่งคือการสูญเสียกำลังการผลิตย้อนกลับ

ประการที่สองคือการสูญเสียความสามารถที่ไม่สามารถย้อนกลับได้

การสูญเสียความจุแบบย้อนกลับได้หมายความว่าความจุที่หายไปสามารถกู้คืนได้ในระหว่างการชาร์จ ในขณะที่การสูญเสียความจุที่ไม่สามารถย้อนกลับได้จะตรงกันข้าม อิเล็กโทรดขั้วบวกและขั้วลบอาจทำหน้าที่เป็นไมโครแบตเตอรีที่มีอิเล็กโทรไลต์อยู่ในสถานะที่มีประจุ ส่งผลให้เกิดการแทรกสอดของลิเธียมไอออนและดีอินเทอร์คาเลชัน และอินเทอร์คาเลชันและดีอินเตอร์คาเลชันของอิเล็กโทรดขั้วบวกและขั้วลบ ลิเธียมไอออนที่ฝังอยู่เกี่ยวข้องกับลิเธียมไอออนของอิเล็กโทรไลต์เท่านั้น ดังนั้นความจุของอิเล็กโทรดบวกและลบจึงไม่สมดุล และส่วนนี้ของการสูญเสียความจุไม่สามารถกู้คืนได้ในระหว่างการชาร์จ เช่น:

อิเล็กโทรดขั้วบวกลิเธียมแมงกานีสออกไซด์และตัวทำละลายจะทำให้เกิดผลกระทบของแบตเตอรี่ขนาดเล็กและการคายประจุในตัวเอง ส่งผลให้สูญเสียความจุที่ไม่สามารถย้อนกลับได้:

LiyMn2O4+xLi++xe-→Liy+xMn2O4

โมเลกุลของตัวทำละลาย (เช่น PC) ถูกออกซิไดซ์บนพื้นผิวของวัสดุนำไฟฟ้าคาร์บอนแบล็คหรือตัวสะสมกระแสไฟเป็นแอโนดไมโครแบตเตอรี่:

xPC→xPC-radical+xe-

ในทำนองเดียวกัน วัสดุที่มีฤทธิ์เชิงลบอาจโต้ตอบกับอิเล็กโทรไลต์เพื่อทำให้เกิดการคายประจุเองและทำให้สูญเสียความสามารถที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ และอิเล็กโทรไลต์ (เช่น LiPF6) จะลดลงบนวัสดุนำไฟฟ้า:

PF5+xe-→PF5-x

ลิเธียมคาร์ไบด์ในสถานะที่มีประจุจะถูกออกซิไดซ์โดยการกำจัดลิเธียมไอออนเป็นขั้วลบของแบตเตอรี่ไมโคร:

LiyC6→Liy-xC6+xLi+++xe-

ปัจจัยที่มีผลต่อการคายประจุเอง: กระบวนการผลิตวัสดุอิเล็กโทรดบวก กระบวนการผลิตของแบตเตอรี่ คุณสมบัติของอิเล็กโทรไลต์ อุณหภูมิ และเวลา