ओवर-चार्जिंग और ओवर-डिस्चार्जिंग के खतरे वास्तव में कितने गंभीर हैं?
जब एक बैटरी ओवर-चार्ज हो जाती है, तो यह एक गुब्बारे की तरह होती है जो लगातार फुलाया जाता है, जिसका आंतरिक दबाव बिना रुके बढ़ता रहता है।
उदाहरण के तौर पर आमतौर पर इस्तेमाल होने वाली टर्नरी लिथियम-आयन बैटरी को लें।
इसका सामान्य चार्जिंग कट-ऑफ वोल्टेज लगभग 4.2 V है। यदि चार्जिंग इस सीमा से अधिक चलती है, तो बैटरी के अंदर जटिल और खतरनाक रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला होगी।
इलेक्ट्रोलाइट विघटित होकर गैस उत्पन्न करता है, जिससे आंतरिक दबाव बनता है जो बैटरी आवरण को ख़राब कर सकता है या फट भी सकता है। इससे भी बदतर, लिथियम डेन्ड्राइट नकारात्मक इलेक्ट्रोड की सतह पर बनेंगे। नुकीली छोटी सुइयों के समान, ये बढ़ते डेंड्राइट आंतरिक बैटरी विभाजक को छेदने की अत्यधिक संभावना रखते हैं।
यदि विभाजक पंचर हो जाता है, तो सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड सीधे संपर्क में आ जाएंगे, जिसके परिणामस्वरूप आंतरिक शॉर्ट सर्किट हो जाएगा। इससे तुरंत भारी ऊर्जा निकलती है, जिससे थर्मल रनवे शुरू हो जाता है और अंततः बैटरी में आग लग जाती है या विस्फोट भी हो जाता है।
लिथियम-आयन बैटरियों का डिस्चार्ज कट-ऑफ वोल्टेज लगभग 2.5 V से 3.0 V तक होता है, जिसका सटीक मान बैटरी की रासायनिक संरचना और डिज़ाइन द्वारा निर्धारित होता है।
जब बैटरी को ओवर-डिस्चार्ज किया जाता है, तो इलेक्ट्रोड सामग्री में अपरिवर्तनीय परिवर्तन होते हैं, जो सीधे बैटरी की क्षमता को कम करते हैं और बैटरी द्वारा स्टोर और डिस्चार्ज किए जा सकने वाले इलेक्ट्रिक चार्ज की मात्रा को काफी कम कर देते हैं।
इस बीच, इलेक्ट्रोलाइट अपघटन से गुजरता है, और गैस उत्पन्न करने के लिए नकारात्मक इलेक्ट्रोड को कवर करने वाली एसईआई फिल्म पर प्रतिक्रियाएं होती हैं, जिससे बैटरी सेल में हल्का उभार होता है और आंतरिक प्रतिरोध में वृद्धि होती है।
अत्यधिक डिस्चार्ज की गई बैटरियाँ स्थायी रूप से ख़राब हो सकती हैं और चार्ज करने योग्य नहीं रह सकती हैं। भले ही रिचार्जिंग संभव हो, चार्जिंग दक्षता बेहद निम्न स्तर तक गिर जाएगी।
