La batteria agli ioni di litio è ampiamente utilizzata per dispositivi portatili e automobili elettriche ed è considerata la fonte di energia più promettente per sostituire i combustibili fossili.
La diminuzione della capacità delle batterie agli ioni di litio è fortemente correlata alle condizioni di utilizzo, come la velocità di carica e scarica, la tensione di interruzione, la profondità di scarica (DOD), lo stato di carica (SOC) e la temperatura ambiente, che tutti influiscono sulle prestazioni e sulla durata delle batterie agli ioni di litio.
Viene studiata l'influenza delle diverse velocità di scarica sull'invecchiamento delle celle piene LiFePO4/grafite. Il tasso di decadimento della capacità della cella completa viene accelerato aumentando la velocità di scarica. Tuttavia, quando la velocità di scarica è superiore a 3,0°C, il meccanismo di degrado della cella completa viene modificato.
Attraverso lo smontaggio delle celle piene fresche e invecchiate, si conclude che la capacità intrinseca dell'anodo di grafite è principalmente correlata alla pellicola SEI sulla sua superficie.
Il consumo irreversibile di litio attivo dovuto alla formazione e allo sviluppo della pellicola SEI è la ragione principale della diminuzione della capacità delle celle complete invecchiate a una velocità di scarica relativamente bassa. Quando le velocità di scarica sono 4,0°C e 5,0°C, la velocità di dissolvenza della capacità mantiene un livello relativamente elevato, poiché la pellicola SEI sull'anodo tende a rompersi e a diventare instabile dopo la rapida estrazione degli ioni di litio a velocità elevate. Inoltre, il tasso di decadimento della capacità aumenta nell'ultimo periodo del ciclo, il che è attribuito alla degradazione dei materiali attivi. Il degrado delle prestazioni dell'elettrodo LiFePO4 e del film SEI instabile indicano che il meccanismo di degrado viene modificato quando le celle complete vengono invecchiate a velocità di scarica elevate. Inoltre, l'elevata velocità di scarica ha effetti negativi sulle prestazioni degli anodi di grafite e può anche aumentare la resistenza interna della cella piena, il che è dannoso per la capacità di scarica ad alta velocità.
In conclusione, gli elevati tassi di scarica possono comportare il rapido esaurimento della capacità completa delle celle e il cambiamento del meccanismo di degradazione. Pertanto, quando la velocità di scarica è maggiore o uguale a 4,0°C, non è adatta per essere utilizzata per accelerare l'invecchiamento delle celle piene LiFePO4/grafite.
