פריקת-יתר של סוללות ליתיום- אינה מפעילה ישירות ציפוי ליתיום, אך היא יוזמת סדרה של תגובות לוואי המעלות בעקיפין את הסיכון של ציפוי ליתיום במהלך הטעינה שלאחר מכן.
השלכות ישירות של פריקת יתר-
פירוק רדיד נחושת והיווצרות דנדריט נחושת
כאשר פריקה-יתירה לפוטנציאל אלקטרודה שלילי גבוה באופן חריג (בדרך כלל מעל 1.5 V לעומת Li/Li⁺), קולט זרם הנחושת על האנודה עובר פירוק חמצוני ליצירת יוני Cu²⁺. לאחר הנדידה אל הקתודה, יוני Cu²+ מופחתים לנחושת מתכתית ומושקעים ליצירת דנדריטים נחושת. דנדריטים אלו עלולים לחורר את המפריד ולגרום לקצרים פנימיים.
פירוק סרטי SEI ויצירת גז
פריקת יתר-מובילה לביטול ליתיום מוגזם מהאנודה. סרט SEI מתפרק, משחרר חום וגזים (כגון CO ו-H₂), אשר מחמירים את התנפחות הסוללה.
קישור עקיף בין פריקה- לציפוי ליתיום
סיכון מוגבר לציפוי ליתיום בטעינה שלאחר מכן
פריקת יתר-פוגעת במבנה הסוללה הפנימית (למשל, סרט SEI שבור, יצירת דנדריטים נחושת) ומגבירה את ההתנגדות הפנימית. אם הטעינה מתבצעת בתנאים כאלה, הבעיות הבאות יתרחשו:
תנאים קינטיים מתדרדרים: ממשקי האנודה פגומים ואלקטרוליטים נצרך מעכבים שילוב יונים של ליתיום-, מושכים בקלות את פוטנציאל האנודה מתחת ל-0 וולט ומפעילים ציפוי ליתיום.
צפיפות זרם מקומית מוגברת: דנדריטים נחושת או חסימות מפרידים עלולים לגרום לקיטוב מקומי ולהאיץ את ציפוי הליתיום.
עדות ניסויית
כאשר סוללות-פרוקות מדי נטענות, אזורי ציפוי ליתיום כבוי- לצד כתמים שחורים (אזורים חופשיים-ליתיום) עשויים להופיע על פני האנודה, מה שמוכיח שציפוי ליתיום נמצא בקורלציה עם נזק לממשק שנגרם על ידי פריקת יתר-.
תנאי טריגר לציפוי ליתיום
ציפוי ליתיום מתרחש מטבעו במהלך הטעינה ודורש שני תנאים מוקדמים:
מצב תרמודינמי: פוטנציאל האנודה קטן או שווה ל-0 V (לעומת Li/Li⁺).
מצב קינטי: קצב התערבות ליתיום-נמוך מקצב יציאת הליתיום (לדוגמה, טמפרטורה נמוכה, טעינה-גבוהה).
בעוד פריקת יתר-לא יכולה לספק באופן עצמאי את הדרישה התרמודינמית לציפוי ליתיום, היא מסכנת את מבנה הסוללה ויוצרת סיכונים נסתרים המאפשרים תנאי ציפוי ליתיום במהלך טעינה מאוחרת יותר.
מַסְקָנָה
פריקת יתר-מגבירה באופן דרסטי את הסיכון של ציפוי ליתיום בטעינה שלאחר מכן בעקיפין באמצעות שלושה מנגנונים: קצרים פנימיים מדנדריטים נחושת, פירוק סרט SEI ונזק חמור לממשק. עבור יישומים מעשיים, יש למנוע בקפדנות פריקת יתר (לדוגמה, על ידי הגדרת מתח ניתוק-של פריקה). לאחר שמתרחשת פריקת יתר, יש לאמץ פרוטוקולי טעינה שמרניים (לדוגמה, טעינת שחזור{10}}נמוכה של זרם) כדי לצמצם את סכנות הבטיחות.
