लिथियम आयन बैटरी का व्यापक रूप से पोर्टेबल उपकरणों और इलेक्ट्रिक ऑटोमोबाइल के लिए उपयोग किया जाता है, और इसे जीवाश्म ईंधन को बदलने के लिए सबसे आशाजनक ऊर्जा स्रोत माना जाता है।
लिथियम आयन बैटरियों की क्षमता में कमी उपयोग की स्थितियों से दृढ़ता से संबंधित है, जैसे चार्ज और डिस्चार्ज दर, कट-ऑफ वोल्टेज, डिस्चार्ज की गहराई (डीओडी), चार्ज की स्थिति (एसओसी) और परिवेश का तापमान, जो सभी का लिथियम आयन बैटरियों के प्रदर्शन और जीवनकाल पर प्रभाव पड़ता है।
LiFePO4/ग्रेफाइट पूर्ण कोशिकाओं की उम्र बढ़ने पर विभिन्न डिस्चार्ज दरों के प्रभाव की जांच की जाती है। डिस्चार्ज दर बढ़ने से पूर्ण सेल क्षमता की क्षय दर तेज हो जाती है। हालाँकि, जब डिस्चार्ज दर 3.0C से अधिक होती है, तो पूर्ण सेल की गिरावट तंत्र बदल जाता है।
ताजा और पुरानी पूर्ण कोशिकाओं को अलग करने के माध्यम से, यह निष्कर्ष निकाला गया है कि ग्रेफाइट एनोड की आंतरिक क्षमता मुख्य रूप से इसकी सतह पर एसईआई फिल्म से संबंधित है।
एसईआई फिल्म के निर्माण और विकास के कारण सक्रिय लिथियम की अपरिवर्तनीय खपत अपेक्षाकृत कम डिस्चार्ज दर पर पूर्ण सेल की क्षमता क्षीण होने का प्राथमिक कारण है। जब डिस्चार्ज दरें 4.0C और 5.0C होती हैं, तो क्षमता फीका दर तुलनात्मक रूप से उच्च स्तर पर बनी रहती है, क्योंकि उच्च दरों पर लिथियम आयनों के तेजी से निष्कर्षण के बाद एनोड पर एसईआई फिल्म के टूटने और अस्थिर होने की संभावना होती है। इसके अलावा, चक्रण की बाद की अवधि में क्षमता की क्षय दर बढ़ जाती है, जिसका श्रेय सक्रिय सामग्रियों के क्षरण को दिया जाता है। LiFePO4 इलेक्ट्रोड और अस्थिर SEI फिल्म के प्रदर्शन में गिरावट से संकेत मिलता है कि जब पूर्ण कोशिकाएं उच्च डिस्चार्ज दर पर पुरानी हो जाती हैं तो गिरावट तंत्र बदल जाता है। इसके अलावा, उच्च डिस्चार्ज दर ग्रेफाइट एनोड के प्रदर्शन पर प्रतिकूल प्रभाव डालती है और पूर्ण सेल के आंतरिक प्रतिरोध को भी बढ़ा सकती है, जो उच्च दर डिस्चार्ज क्षमता के लिए हानिकारक है।
निष्कर्ष में, उच्च डिस्चार्ज दरों के परिणामस्वरूप पूर्ण सेल क्षमता तेजी से ख़त्म हो सकती है और क्षरण तंत्र बदल सकता है। इसलिए, जब डिस्चार्ज दर 4.0C से अधिक या उसके बराबर होती है, तो इसका उपयोग LiFePO4/ग्रेफाइट पूर्ण कोशिकाओं की उम्र बढ़ने में तेजी लाने के लिए उपयुक्त नहीं है।
