Cossa xe el mecanismo de degradasion deła capasità deła bataria?
Canbiamento neła strutura del materiałe
I materiałi catodici pì doparài deso i include soratuto ła strutura a strati esagonałi de LiMO2 (dove M=Co, Ni, Mn), ła strutura spinel de LiMn2O4 e ła strutura olivina de LiFePO4. Indipendentemente dała strutura, co i ioni de litio i se deintercała dal catodo, pa mantegnir el stato ełètrico nel materiałe, l’ełemento metałico el vien inevitabilmente ossidà a un stato de vałensa pi alto, che el xe conpagnà da un proceso de transision de faxe. Łe tranxision de faxe łe porta speso a canbiamenti de faxe, cuindi co i ioni de litio i se intercała e i se deintercała nel materiałe, el canbiamento de faxe el continua, e nel longo periodo el sarà na minacia pa ła stabiłità del cristało. Rispetto a l’anodo, ła capasità reversibiłe inuguałe causà da spostamenti de faxe e canbiamenti neła strutura de masa del materiałe catodico ła ga un inpato inportante suła vita deła bataria. El grafite el ga na strutura a strati. Co ła xe spessa diversi strati, i ioni de litio i se intercała nei interstrati durante ła carga deła bataria e i se unise co i ełetroni trasportài dal sircuito esterno pa formar grafite litià, e ła distansa tra i strati ła crése in sto momento; durante ła scariga, i ioni de litio i łasa i interstrati de grafite e i moła i ełetroni al sircuito esterno, subendo na reasion de deintercałasion e osidasion, e el spasio tra i strati el se sbasa a sto momento.
Disołusion de materiałe ativo
Ła disołusion del materiałe catodico ła se riferise al proceso in cui el materiałe ativo el se sbasa pian pian par via deła coroxion inte l’eletròłito. Ła disołusion del materiałe catodico a alte tenperadure ła xe una dełe raxón del decadimento deła capasità deła bataria, soratuto co un inpato pi grando suła prestasion del ciclo e suła prestasion de stocajo dełe batarie a alte tenperadure. Ła disołusion dei metałi de transision soto serte condisión ła xe un problema che ghe xe in tuti i materiałi catodici LiMO2. I motivi prinsipałi par cui ła disołusion de materiałe ativo ła porta al deterioramento dełe prestasion deła bataria i xe: $\\textcircled{1}$ Ła disołusion dei ełementi metałici porta diretamente a ła ridusion del materiałe ativo, causando na perdita de capasità deła bataria; $\\textcircled{2}$ Ła disołusion del materiałe catodico ła causa ła degradasion deła strutura del materiałe e ła formasion de sostanse chimicamente inative suła superfisie dełe particełe, che ła inpedise el trasporto de ioni de litio nel materiałe de l’elettrodo; $\\textcircled{3}$ I ioni de metało solvài contegnùi inte l’eletròłito i migra verso l’anodo inte l’eletròlito e i se deposita suła superfisie de l’anodo soto forma de metało o sałe soto un baso potensiałe, e sti depositi i influensa inevitabilmente ła stabiłità e el spessore del film SEI suła superfisie de l’anodo, portando a un aumento deła połarixasion deła superfisie de l’elettrodo e a na resistensa interna deła bataria de l’eletrodo. Donca, l’efèto deła disołusion del materiałe ativo su l’eletròłito no vien soło dała disołusion ma anca da efeti pì negativi portà dała disołusion dei metałi de transision.
Consumo de ioni de litio
Inte ła progetasion dełe baterie a ioni de litio, ła capasità deła bataria ła xe xeneralmente un fià pi granda de queła del catodo, e i ioni de litio riciclabiłi i xe fornìi anca dal catodo. Donca, l’intercałasion reversibiłe e ła deintercałasion de ioni de litio tra el catodo e l’anodo łe determina ła capasità deła bataria. Durante el primo proceso de carga e scarico, se forma un film SEI suła superfisie de l’anodo. I conponenti prinsipałi de sto film de pasivasion i xe varie sostanse inorganiche come Li2CO3, LiF, Li2O, LiOH e vari conponenti organici come ROCO2Li, ROLi e (ROCO2)2Li. Cussì, alcuni ioni de litio i vien consumài, e sta perdita de capasità ła xe ireversibiłe. Łe prestasion de l’anodo łe xe altamente rełasionae ała morfołogia e ała stabiłità del film SEI, e ła capacità de formar un film SEI stabiłe suła superfisie de l’anodo ła ga un inpato non-trascurabiłe sułe prestasion deła bataria. Ła formasion del film SEI ła consuma i ioni de litio limitài inte ła bataria. Se el film SEI el xe senpre danegià durante el ciclo, ła reasion de osidasion a l’interfacia anodo/eletrolito ła se verifegarà senpre pa formar un novo film SEI. Sto proceso el consuma i ioni de litio limitài fornìi dal catodo nel sistema, e ła ridusión de ioni de litio ativi ła porta a un decadimento deła capasità. Ła ridusion de ioni de litio inte l’eletròłito ła porta a na diminusion deła condutività de l’eletròłito, e ła perdita de ioni de litio inte ła materiałe catodica ła causa un sbałanso tra i do eletrodi deła bataria.
Aumento deła resistensa interna
Durante el longo-ciclo deła bataria, l’aumento deła resistensa interna el xe anca un motivo inportante pa ła decadimento deła capasità. Ghe xe tante raxón pa l’aumento deła resistensa interna, soratuto da do aspeti: $\\textcircled{1}$ Ła reasion de ossidasion che ła se verifega a l’interfasa ełetrodo/eletròłito inte l’eletròłito ła porta a un aumento deła resistensa deła pełicola de superfisie de l’ełetrodo, e a l’instabiłità del pełicoło SEI de l’anodo, formando continuamente novi film durante el ciclo deła połarixasion, ecc. resistensa interna deła bataria; $\\textcircled{2}$ Ła disołusion dei ioni de metało nel catodo inte l’eletròłito, e i ioni de metało ionixài dissolti i migra verso l’anodo atraverso l’eletròłito e i se deposita suła superfisie de l’anodo soto forma de metało o sałe, co el risultato de na połarixasion de l’eletrodo pì granda. In pì, ła ricerca ła ga anca dimostrà che ła coroxion del cołetor de corente ła pol anca portar a un aumento deła resistensa interna, ma sto efeto el xe rełativamente picoło soto ła premesa del pretratamento del cołetor de corente. L’aumento deła resistensa interna el porta a na diminusion deła densità e deła capasità de energia, soratuto pa l’anodo, ła reasion che ła se verifega a l’interfasa ełetrodo/elettrolito ła xe ła raxon prinsipałe de l’inveciamento de l’anodo.
