1. Réformation du film SEI et consommation active de lithium
Bien que le vieillissement à haute température (45 degrés) après la formation facilite l'intercalation complète du lithium résiduel et réduit le lithium métallique n'ayant pas réagi à la surface de l'anode, le lithium actif est inévitablement consommé au cours de ce processus.
Au cours du vieillissement à haute -température, la reformation et la stabilisation du film d'interphase d'électrolyte solide (SEI) ont lieu. Le SEI initialement formé contient des composants organiques instables (par exemple, ROCOLi), qui se décomposent à des températures élevées et se transforment en espèces inorganiques plus stables (par exemple, Li₂CO₃), tout en libérant des gaz tels que le CO et en créant des défauts structurels dans le film. Cette réaction consomme des ions lithium actifs et réduit l'inventaire de lithium réversible, abaissant directement le premier rendement coulombien.
2. Réactions secondaires électrolytiques aggravées
Les températures élevées accélèrent la décomposition de l’électrolyte, notamment aux interfaces entre cathode et anode. Les molécules de solvant (par exemple EC, DEC) peuvent s'intercaler dans les couches intermédiaires de graphite avec les ions lithium, déclenchant l'exfoliation du graphite et générant de nouveaux films SEI, qui épuisent davantage le lithium actif.
La littérature indique que les réactions secondaires de décomposition des électrolytes augmentent considérablement lorsque le vieillissement dépasse 24 heures. Cela réduit l'électrolyte liquide libre tout en générant des sous-produits irréversibles, ce qui entraîne une première efficacité coulombienne inférieure.
3. Dépôt de lithium et cinétique d’intercalation
Au cours du vieillissement à haute température après la formation, les ions lithium qui ne parviennent pas à s'intercaler complètement dans le graphite continuent de migrer et de s'intégrer dans l'anode. Néanmoins, une partie du lithium peut se déposer sous des formes irréversibles telles que des dendrites de lithium ou du lithium mort, réduisant ainsi la quantité de lithium réversible. Un vieillissement prolongé à haute température - favorise l'intercalation du lithium, mais un stockage supplémentaire excessif du lithium ou des périodes de vieillissement trop longues entraînent une perte nette de lithium actif.
4. Effets de résistance interne et de polarisation
Un vieillissement excessivement prolongé à haute température-peut augmenter la résistance interne de la batterie. Alors que le vieillissement prolongé améliore le mouillage de l'électrolyte, le LiPF₆ se décompose sous l'effet de la chaleur pour produire du LiF qui précipite sur les surfaces des électrodes et élève l'impédance interfaciale. Une résistance interne plus élevée intensifie la polarisation pendant la charge et la décharge, réduisant ainsi la capacité pratiquement livrable et dégradant le premier rendement coulombien.
5. Conclusion
La durée de vieillissement à haute -température réduit la première efficacité coulombienne principalement de trois manières : la consommation de lithium induite par la reformation SEI, les réactions secondaires électrolytiques aggravées et le dépôt irréversible de lithium.
