La batterie est souvent surchargée en cours d'utilisation. Relativement parlant, la situation de surdécharge est moindre. La chaleur dégagée pendant le processus de surcharge ou de décharge excessive s'accumule facilement à l'intérieur de la batterie, ce qui augmentera encore la température de la batterie. , affectant la durée de vie de la batterie et augmentant le risque que la batterie prenne feu ou explose. Même dans des conditions de charge-décharge normales, à mesure que le nombre de cycles augmente, l'incohérence de capacité des cellules individuelles à l'intérieur du système de batterie augmentera et la batterie avec la capacité la plus faible subira le processus de surcharge et de décharge excessive.

Bien que la stabilité thermique de LiFePO4 soit la meilleure par rapport à d'autres matériaux de cathode sous différents états de charge, une surcharge entraînera également des dangers cachés dangereux lors de l'utilisation de batteries d' alimentation LiFePO4 . Dans l'état surchargé, le solvant de l'électrolyte organique est plus susceptible de subir une décomposition oxydative, et le carbonate d'éthylène (EC) subira préférentiellement une décomposition oxydative à la surface de l'électrode positive dans les solvants organiques courants. Etant donné que le potentiel d'intercalation du lithium (au potentiel lithium) de l'électrode négative en graphite est très faible, il existe une grande possibilité de précipitation du lithium dans l'électrode négative en graphite.

L'une des principales raisons de la défaillance de la batterie dans des conditions de surcharge est le court-circuit interne causé par les dendrites de lithium perçant le séparateur. Le mécanisme de défaillance du placage de lithium sur la surface de l'anode en graphite en raison d'une surcharge a été analysé. Les résultats montrent qu'il n'y a pas de changement dans la structure globale de l'électrode négative en graphite, mais il existe des dendrites de lithium et des films de surface. La réaction entre le lithium et l'électrolyte provoque l'augmentation continue du film de surface, qui non seulement consomme plus de lithium actif, mais permet également au lithium de se diffuser dans le graphite. L'anode devient plus difficile, ce qui à son tour favorise davantage le dépôt de lithium sur la surface de l'anode, entraînant une diminution supplémentaire de la capacité et de l'efficacité coulombienne.

En plus de cela, les impuretés métalliques (en particulier Fe) sont généralement considérées comme l'une des principales raisons de l'échec de la surcharge de la batterie. Le mécanisme de défaillance des batteries de puissance LiFePO4 dans des conditions de surcharge a été systématiquement étudié. Les résultats montrent que le redox de Fe est théoriquement possible pendant les cycles de surcharge/décharge, et le mécanisme de réaction est donné : lorsqu'une surcharge se produit, Fe est d'abord oxydé en Fe2+, Fe2+ est ensuite oxydé en Fe3+, puis Fe2+ et Fe3+ sont éliminés de l'électrode positive. Un côté diffuse vers le côté négatif, Fe3+ est finalement réduit en Fe2+, et Fe2+ est encore réduit pour former Fe ; pendant le cycle de surcharge/décharge, des dendrites cristallines de Fe vont se former sur les électrodes positives et négatives en même temps, ce qui va percer le diaphragme pour former des ponts de Fe, résultant en des changements microscopiques dans la batterie. Court-circuit, le phénomène évident qui accompagne le micro-court-circuit de la batterie est l'augmentation continue de la température après une surcharge.

Lors d'une surdécharge, le potentiel de l'électrode négative va augmenter rapidement, et l'augmentation du potentiel va provoquer la destruction du film SEI à la surface de l'électrode négative (la partie riche en composés inorganiques du film SEI s'oxyde plus facilement) , qui à son tour entraînera une décomposition supplémentaire de l'électrolyte, entraînant une perte de capacité. Plus important encore, la feuille de Cu du collecteur de courant d'anode est oxydée. Le produit d'oxydation Cu2O de la feuille de Cu a été détecté dans le film SEI de l'électrode négative, ce qui augmenterait la résistance interne de la batterie et entraînerait la perte de capacité de la batterie.

Le processus de décharge excessive de la batterie d'alimentation LiFePO4 est étudié en détail. Les résultats montrent que la feuille de cuivre du collecteur de courant négatif peut être oxydée en Cu + pendant la décharge excessive, et Cu + est encore oxydé en Cu2 +, puis ils diffusent vers l'électrode positive, et la réaction de réduction peut se produire à l'électrode positive, de sorte que le Cu des dendrites cristallines Celles-ci vont se former du côté positif, percer le séparateur, et provoquer un micro court-circuit à l'intérieur de la batterie. En raison également d'une décharge excessive, la température de la batterie continuera d'augmenter.

La surcharge des batteries de puissance LiFePO4 peut entraîner une décomposition oxydative de l'électrolyte, une précipitation du lithium et la formation de dendrites cristallines de Fe ; tandis qu'une décharge excessive peut causer des dommages SEI, entraînant une atténuation de la capacité, une oxydation de la feuille de Cu et même la formation de dendrites cristallines de Cu.

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