Jak poważne są dokładnie zagrożenia związane z nadmiernym-naładowaniem i nadmiernym-rozładowaniem?
Gdy bateria zostanie-naładowana nadmiernie, można to porównać do ciągłego napompowywania balonu, w którym ciśnienie wewnętrzne nieustannie rośnie.
Weźmy na przykład powszechnie-używaną trójskładnikową baterię litowo-jonową-.
Normalne napięcie odcięcia-ładowania wynosi około 4,2 V. Jeśli ładowanie będzie kontynuowane powyżej tego progu, wewnątrz akumulatora zajdzie szereg skomplikowanych i niebezpiecznych reakcji chemicznych.
Elektrolit rozkłada się i wytwarza gaz, wytwarzając ciśnienie wewnętrzne, które może zdeformować lub nawet rozerwać obudowę akumulatora. Co gorsza, na powierzchni elektrody ujemnej utworzą się dendryty litu. Te rosnące dendryty, przypominające ostre, drobne igły, z dużym prawdopodobieństwem przebiją wewnętrzny separator akumulatora.
Jeżeli separator zostanie przebity, elektrody dodatnia i ujemna zetkną się bezpośrednio, co spowoduje wewnętrzne zwarcie. Powoduje to natychmiastowe uwolnienie ogromnej energii, powodując niekontrolowaną utratę ciepła i ostatecznie prowadząc do zapłonu akumulatora, a nawet eksplozji.
Napięcie odcięcia-rozładowania akumulatorów litowo-jonowych waha się od około 2,5 V do 3,0 V, a dokładna wartość zależy od składu chemicznego i konstrukcji akumulatora.
Kiedy akumulator jest nadmiernie-rozładowany, w materiałach elektrod zachodzą nieodwracalne zmiany, które bezpośrednio zmniejszają pojemność akumulatora i drastycznie zmniejszają ilość ładunku elektrycznego, który akumulator może przechowywać i rozładowywać.
W międzyczasie elektrolit ulega rozkładowi, a na warstwie SEI pokrywającej elektrodę ujemną zachodzą reakcje, w wyniku których powstaje gaz, powodując lekkie wybrzuszenie ogniwa akumulatora i wzrost rezystancji wewnętrznej.
Poważnie-rozładowane akumulatory mogą ulec trwałej awarii i nie nadawać się do ładowania. Nawet jeśli doładowanie jest możliwe, wydajność ładowania spadnie do bardzo niskiego poziomu.
