1. एसईआई फिल्म सुधार और सक्रिय लिथियम खपत
यद्यपि गठन के बाद उच्च तापमान उम्र बढ़ने (45 डिग्री) से अवशिष्ट लिथियम के पूर्ण अंतर्संबंध की सुविधा मिलती है और एनोड सतह पर अप्रयुक्त धात्विक लिथियम कम हो जाता है, इस प्रक्रिया के दौरान सक्रिय लिथियम अनिवार्य रूप से खपत होता है।
उच्च तापमान उम्र बढ़ने के दौरान, ठोस इलेक्ट्रोलाइट इंटरफेज़ (एसईआई) फिल्म का सुधार और स्थिरीकरण होता है। आरंभ में गठित एसईआई में अस्थिर कार्बनिक घटक (उदाहरण के लिए, ROCOLi) होते हैं, जो ऊंचे तापमान पर विघटित होते हैं और अधिक स्थिर अकार्बनिक प्रजातियों (उदाहरण के लिए, Li₂CO₃) में परिवर्तित हो जाते हैं, इस बीच CO जैसी गैसों को छोड़ते हैं और फिल्म में संरचनात्मक दोष पैदा करते हैं। यह प्रतिक्रिया सक्रिय लिथियम आयनों का उपभोग करती है और प्रतिवर्ती लिथियम की सूची को कम कर देती है, जिससे पहली कूलम्बिक दक्षता सीधे कम हो जाती है।
2. बढ़ी हुई इलेक्ट्रोलाइट साइड प्रतिक्रियाएं
उच्च तापमान इलेक्ट्रोलाइट अपघटन को तेज करता है, खासकर कैथोड और एनोड के बीच इंटरफेस पर। सॉल्वेंट अणु (उदाहरण के लिए, ईसी, डीईसी) लिथियम आयनों के साथ मिलकर ग्रेफाइट इंटरलेयर्स में मिल सकते हैं, जिससे ग्रेफाइट एक्सफोलिएशन शुरू हो जाता है और नई एसईआई फिल्में बनती हैं, जो सक्रिय लिथियम को और कम कर देती हैं।
साहित्य इंगित करता है कि उम्र बढ़ने की अवधि 24 घंटे से अधिक होने पर इलेक्ट्रोलाइट अपघटन पक्ष प्रतिक्रियाएं काफी बढ़ जाती हैं। यह अपरिवर्तनीय उपोत्पाद उत्पन्न करते हुए मुक्त तरल इलेक्ट्रोलाइट को कम करता है, जिसके परिणामस्वरूप प्रथम कूलम्बिक दक्षता कम हो जाती है।
3. लिथियम जमाव और अंतःक्षेपण कैनेटीक्स
गठन के बाद उच्च तापमान उम्र बढ़ने के दौरान, लिथियम आयन जो ग्रेफाइट में पूरी तरह से घुलने-मिलने में विफल रहते हैं, वे माइग्रेट होते रहते हैं और एनोड में एम्बेड होते रहते हैं। फिर भी, लिथियम का कुछ हिस्सा अपरिवर्तनीय रूपों में जमा हो सकता है जैसे लिथियम डेंड्राइट या मृत लिथियम, जिससे प्रतिवर्ती लिथियम की मात्रा कम हो जाती है। विस्तारित उच्च तापमान उम्र बढ़ने से लिथियम अंतःक्षेपण को बढ़ावा मिलता है, फिर भी अत्यधिक पूरक लिथियम भंडारण या लंबे समय तक उम्र बढ़ने से सक्रिय लिथियम का शुद्ध नुकसान होता है।
4. आंतरिक प्रतिरोध और ध्रुवीकरण प्रभाव
अत्यधिक लंबे समय तक उच्च -तापमान के कारण बैटरी का आंतरिक प्रतिरोध बढ़ सकता है। जबकि विस्तारित उम्र बढ़ने से इलेक्ट्रोलाइट गीलापन में सुधार होता है, LiPF₆ गर्मी के तहत विघटित होकर LiF का उत्पादन करता है जो इलेक्ट्रोड सतहों पर अवक्षेपित होता है और इंटरफेशियल प्रतिबाधा को बढ़ाता है। उच्च आंतरिक प्रतिरोध चार्ज और डिस्चार्ज के दौरान ध्रुवीकरण को तेज करता है, व्यावहारिक रूप से वितरण योग्य क्षमता को कम करता है और पहली कूलम्बिक दक्षता को कम करता है।
5। उपसंहार
उच्च तापमान उम्र बढ़ने की अवधि मुख्य रूप से तीन मार्गों के माध्यम से पहली कूलम्बिक दक्षता को कम करती है: एसईआई सुधार, उत्तेजित इलेक्ट्रोलाइट साइड प्रतिक्रियाओं और अपरिवर्तनीय लिथियम जमाव से प्रेरित लिथियम खपत।
