Наскільки серйозною є небезпека надмірного заряджання та надмірного розряджання?
Коли акумулятор перезаряджається, він схожий на повітряну кульку, яка постійно надувається, внутрішній тиск у якій постійно зростає.
Візьмемо, як приклад, потрійний літій-іонний акумулятор.
Нормальна гранична напруга заряджання становить приблизно 4,2 В. Якщо заряджання продовжуватиметься за цим порогом, усередині батареї відбудеться низка складних і небезпечних хімічних реакцій.
Електроліт розкладається та утворює газ, створюючи внутрішній тиск, який може деформувати або навіть розірвати корпус акумулятора. Що ще гірше, на поверхні негативного електрода утворюються дендрити літію. Ці зростаючі дендрити, схожі на гострі крихітні голки, з високою ймовірністю проколюють внутрішній сепаратор батареї.
Якщо сепаратор пробитий, позитивний і негативний електроди вступлять у прямий контакт, що призведе до внутрішнього короткого замикання. Це миттєво вивільняє величезну енергію, викликаючи тепловий відтік і, зрештою, призводячи до займання або навіть вибуху батареї.
Гранична напруга розряду літій-іонних акумуляторів коливається приблизно від 2,5 В до 3,0 В, причому точне значення визначається хімічним складом і конструкцією акумулятора.
Коли батарея надмірно розряджена, у матеріалах електродів відбуваються незворотні зміни, які безпосередньо знижують ємність батареї та різко зменшують кількість електричного заряду, який батарея може зберігати та розряджати.
Тим часом електроліт розкладається, і на плівці SEI, що покриває негативний електрод, відбуваються реакції з утворенням газу, що спричиняє незначне здуття елемента батареї та підвищення внутрішнього опору.
Сильно розряджені батареї можуть вийти з ладу та стати непридатними для заряджання. Навіть якщо підзарядка можлива, ефективність заряджання впаде до надзвичайно низького рівня.
