1. Reforma de pel·lícules SEI i consum de liti actiu
Tot i que l'envelliment a alta -temperatura (45 graus) després de la formació facilita la intercalació completa del liti residual i redueix el liti metàl·lic no reaccionat a la superfície de l'ànode, el liti actiu es consumeix inevitablement durant aquest procés.
Durant l'envelliment a alta -temperatura, es produeix la reforma i l'estabilització de la pel·lícula d'interfase d'electròlit sòlid (SEI). El SEI format inicialment conté components orgànics inestables (per exemple, ROCOLi), que es descomponen a temperatures elevades i es converteixen en espècies inorgàniques més estables (per exemple, Li₂CO₃), alhora que alliberen gasos com CO i creen defectes estructurals a la pel·lícula. Aquesta reacció consumeix ions de liti actius i redueix l'inventari de liti reversible, reduint directament la primera eficiència coulombica.
2. Reaccions secundaris d'electròlits agreujades
Les altes temperatures acceleren la descomposició dels electròlits, especialment a les interfícies entre el càtode i l'ànode. Les molècules de dissolvent (per exemple, EC, DEC) poden co-intercalar-se en capes intercalades de grafit juntament amb ions de liti, provocant l'exfoliació del grafit i generant noves pel·lícules SEI, que esgoten encara més el liti actiu.
La literatura indica que les reaccions secundaries de descomposició d'electròlits augmenten significativament quan l'envelliment supera les 24 hores. Això redueix l'electròlit líquid lliure alhora que es genera subproductes irreversibles, el que resulta en una menor eficiència coulombica.
3. Deposició de liti i cinètica d'intercalació
Durant la formació de l'envelliment a alta -temperatura, els ions de liti que no s'intercalen completament en el grafit continuen migrant i incorporant-se a l'ànode. No obstant això, part del liti pot dipositar-se en formes irreversibles com les dendrites de liti o el liti mort, reduint la quantitat de liti reversible. L'envelliment prolongat a alta-temperatura promou la intercalació del liti, però un emmagatzematge suplementari excessiu de liti o períodes d'envelliment excessius condueixen a la pèrdua neta de liti actiu.
4. Resistència interna i efectes de polarització
L'envelliment excessivament prolongat a alta-temperatura pot augmentar la resistència interna de la bateria. Mentre que l'envelliment prolongat millora la humectació dels electròlits, el LiPF₆ es descompon amb la calor per produir LiF que precipita a les superfícies dels elèctrodes i augmenta la impedància interfacial. La resistència interna més alta intensifica la polarització durant la càrrega i la descàrrega, reduint la capacitat pràcticament lliurable i degradant la primera eficiència coulombica.
5. Conclusió
La durada d'envelliment a alta -temperatura redueix la primera eficiència coulombica principalment a través de tres vies: el consum de liti induït per la reforma SEI, les reaccions laterals agreujades dels electròlits i la deposició irreversible de liti.
